Linux Kernel：

內核設計體系：單內核、微內核；

內核的組成部分：

1.Kernel：內核核心，一般為bzimage，通常位於/boot目錄，名稱為vmlinuz-VERSION-release；

2.Kernel object：內核對象，即內核模塊，一般放置於/lib/modules/VERSION-release/，maninfo命令通過讀取此文件的信息以顯示相關信息；

內核模塊與內核核心版本一定要嚴格匹配；

[]：N；

[M]：Module，編譯進模塊中；

[*]：Y，編譯進內核核心；

內核特性：動態裝載和卸載；

Note：有些功能要麽編譯進內核，要麽不編譯

3.ramdisk：輔助性文件，並非必須，這取決於內核是否能直接驅動rootfs所在的設備；

目標設備驅動，例如SCCI設備的驅動；

邏輯設備驅動，例如LVM設備的驅動；

文件系統，例如

ramdisk：是一個簡裝版的根文件系統；

ldd命令：

ldd- print shared library dependencies 打印二進制應用程序所依賴的庫文件；

ldd[OPTION]... FILE...

顯示：1.所依賴庫文件名稱=>所依賴庫文件路徑（對應內存載入符號鏈接映射指向）

2．整個系統調用庫的入口

內核信息獲取：

uname命令：

uname- print system information

格式： uname [OPTION]...

-a：顯示所有信息

-n：顯示主機名；

-r：顯示內核的release號；

-v：顯示內核版本號；

文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release

模塊信息獲取和管理：

lsmod命令：

lsmod- program to show the status of modules in the Linux Kernel 顯示由內核已經裝載的內核模塊；

顯示的內容來自於/proc/modules

modinfo命令：

modinfo- program to show information about a Linux Kernel module顯示內核模塊的詳細信息

modinfo[-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]

-F field：僅顯示指定字段的信息；

-n：顯示文件路徑；

-a：author

-d：description

-l：license

-k：顯示指定的內核版本模塊

modprobe命令：

-Add and remove modules from the Linux Kernel

modprobe[ -C confile-file] [modulename] [moduleparame-ters…]

配置文件：/etc/modprobe.conf,/etc/modprobe.d/*.conf

格式：modprobe [-r] module_name

模塊的動態裝載：modprobe module_name

動態卸載：modprobe -r module_name

Note:對正在使用的模塊不要輕易卸載；此命令自動解決依賴關系；

depmod命令：

depmod- program to generate modules.dep and map files.

內核模塊依賴關系的生成工具；

depmod[-Anea]

-A：只分析比modules.dep記錄還新的內核模塊，才會更新

-n：不寫入modules.dep只輸出到屏幕；

-e：顯示目前已經加載的不可執行的模塊名稱；

-a：分許所有模塊；

模塊裝載卸載的另外一種方式：

insmod命令：

insmod - simple program to insert a moduleinto the Linux Kernel

insmod[ filename ] [ module options... ]

filename：模塊文件的文件路徑；（內核模塊的絕對路徑，一般以.ko文件結尾）

rmmod命令：

rmmod- simple program to remove a module from the Linux Kernel

rmmod [module_name]

ramdisk文件的制作：

（1）mkinitrd命令

為當前使用中的內核重新制作ramdisk文件

# mkinitrd [OPTION...][<initrd-image>] <kernel-version>

--with=<module>：除了默認的模塊之外需要裝載至initramfs中的模塊；

--preload=<module>：initramfs所提供的模塊需要預先裝載的模塊；

~]#mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

（2）dracut命令：

- low-level tool forgenerating an initramfs image

# dracut [OPTION...][<image> [<kernel version>]]

示例： ~]# dracut/boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname-r) 用法和mkinitrd一樣；

內核信息輸出的偽文件系統：

/proc：內核狀態和統計信息的輸出接口，同時，還提供一個配置接口，/proc/sys

參數：

只讀：信息輸出，例如/proc/#/*

只寫：可接受用戶指定一個“新值”來實現對內核某功能或特性的配置：/proc/sys/

/proc/sys：

net/ipv4/ip_forward 相當於 net.ipv4.ip_forward

1) sysctl命令：

專用於查看或設定/proc/sys目錄下參數的值；

sysctl [options] [variable[=value]]

查看：

#sysctl -a

#sysctl variable

修改其值：

#sysctl -w variable=value

2) 文件系統命令（cat，echo）

查看：

#cat/proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

設定：

#echo“VALUE” > /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

3) 配置文件：/etc/sysctl.conf，/etc/sysctl.d/*.conf；

立即生效的方式：sysctl -p [/PATH/TO/CONFIG_FILE]

內核參數：

net.ipv4.ip_forward：核心轉發；

vm.drop_caches：

kernel.hostname：主機名；

net.ipv4.icmp_echo_ignore_all：忽略所有ping操作；

/sys目錄；

sysfs：輸出內核識別出的各硬件設備的相關屬性信息，也有內核對硬件特性的可設置參數；對此些參數的修改，即可定制硬件設備工作特性；

udev；通過讀取/sys目錄下的硬件設備信息按需為各硬件設備創建設備文件；udev是用戶空間程序；專用工具：devadmin，hotplug；

udev為設備創建文件時，會讀取其事先定義好的規則文件，一般在/etc/udev/rules.d/目錄下，以及/usr/lib/udev/rules.d目錄下；

編譯內核：

程序包的編譯安裝：

./configure, make,make install

前提：開發環境（開發工具，開發庫），頭文件：/usr/include

開源：源代碼—>可執行格式

發行版：以“通用”的目標；

前提：

1) 準備好開發環境；

2) 獲取目標主機上的硬件設備的相關信息；

3) 獲取到目標主機系統的功能的相關信息，例如要啟用的文件系統；

4) 獲取內核源代碼包：www.kernel.org

準備開發環境：

Centos6.6：

包組：

Development Tools

Server Platform Development

Centos 7：

包組：

Development Tools

Server Platform Development

包：

ncures-devel

獲取目標主機上硬件設備的相關信息：

CPU：

~]#cat /proc/cpuinfo

~]#lscpu

~]#x86info –a x86info需要先手動安裝才能使用

PCI設備：

~]#lspci

-v：詳細顯示信息

-vv

~]#lsusb

-v：詳細顯示usb信息

-vv

~]#lsblk

了解全部硬件設備信息：

~]#hal-device

內核編譯過程：

1. 準備好開發環境，安裝好“DevelopmentTools”“Server Platform Development”組件；

2. 從kernel官網上下在內核；

3. 下載好內核之後將文件解壓縮歸檔至/usr/src目錄；

4. 創建鏈接文件；

5. 準備配置文件；

6. 配置內核選項；

1)給內核加一個名稱，依次選中Generalsetup-->Local version – append to kernel release；

2)選擇啟動的內核模塊，在打開這個配置的第一個界面依次選擇File systems -->DOS/FAT/NT file systems-->NTFS file systemssupport,如圖所示，利用空格鍵選中，[]表示不編譯，[M]表示編譯至模塊中，[*]表示編譯至內核中。本次測試選中NTFS模塊；

3)退出保存，比較配置前後區別；

7. 安裝編譯；

1) 編譯內核，可使用make –j #指定編譯線程數量，因為遠程編譯可能終端斷開就前功盡棄了，所以 使用screen命令就可以不用擔心編譯中斷了；

2) 安裝內核模塊；

3) 安裝內核；最後一步在虛擬機裏出現報錯，為can’tfind modules…可忽略

#make install；

8. 編輯grub配置文件，將default=1改為default=0，隨後重啟系統；

screen命令：

打開screen：~]# screen

拆除screen： Ctrl+a, d

列出screen： ~]# screen -ls

連接至screen： ~]# screen -r SCREEN_ID

關閉screen: ～]# exit

編譯安裝內核的詳細說明：

1. 大概安裝步驟：

1) 安裝開發包組

2) 下載源碼文件

3) .config：準備文本配置文件

4) makemenuconfig：配置內核選項

5) make[-j #]

6) makemodules_install：安裝模塊

7) makeinstall ：安裝內核相關文件
安裝bzImage為/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE（去boot目錄下查看）
生成initramfs文件

8) 編輯grub的配置文件

2. 配置內核選項

支持“更新”模式進行配置：在已有的.config文件的基礎之上進行修改配置；

a) make config：基於命令行以遍歷的方式去配置內核中可配置的每個選項；

b) make menuconfig：基於cureses的文本配置窗口；

c) make gconfig：基於GTK開發環境的窗口界面；

包組“桌面平臺開發”

d) make xonfig；基於QT開發環境窗口界面；

支持“全新配置”模式進行配置：

a) make defconfig：基於內核為目標平臺提供的“默認”配置為模板進行配置；

b) make allnoconfig：所有選項均為“no”

3. 編譯

a) 多線程編譯：make [-j #]

b) 編譯內核中的一部分代碼：

i只編譯某子目錄中的相關代碼：

# cd /usr/src/linux

# make path/to/dir/

ii只編譯一個特定的模塊：

# cd /usr/src/linux

# make path/to/dir/file.ko

例如：只為e1000編譯驅動：

#make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

c) 如何交叉編譯：

目標平臺與當前編譯操作所在的平臺不同；

# make ARCH=arch_name

要獲取特定目標平臺的使用幫助：

# make ARCH=arch_name help

4. 如何在執行過編譯操作的內核源碼樹上做重新編譯：

事先清理操作：

# make clean：清理編譯生成的絕大多數文件，但會保留config，及編譯外部模塊所需要的文件；

# make mrproper：清理編譯生成的所有文件，包括配置生成的config文件及某些備份文件；

# make distclean：相當於mrproper，額外清理各種patches以及編輯器備份文件；

Linux 自學筆記——內核管理初步及編譯