内核组成: uname命令

内核:uname,mkinitrd,dracut

模块: lsmod,modinfo,depmod,modprobe,insmod,rmmod

/proc,sysctl,/sys,/dev,udevadm,hotplug命令


一、静态视角:

Linux内核模块

  吸收微内核设计:支持模块化设计:

  内核中模块 .ko (kernel object)

  程序调用的库 .so (share object)

内核模块相当于程序的库的概念,只是模块只能被kernel调用。库只能被程序调用

单内核系统设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点,为内核引入模块化机制

  内核组成部分:

    kernel:内核模块,一般为bzImage,通常在/boot目录下,名为vmlinuz-VERSION-RELEASE;

    kernel object : 内核对象,一般放置于/lib/modules/VERSION-RELEASE 

    辅助文件 initramfs(CentOS 6,7) , initrd (CentOS5)

 三种选择:
      [ ]: N ---不编译此功能(不支持该功能)
      [M]:M ---编译成模块(按需动态加载)
      [*]: Y ---编译成核心组成部分(需要直接使用)

二、动态视角:

 2.1、uname 命令

查看内核相关的信息

    uname 显示系统(kernel)信息

        -s 显示操作系统名称

        -n 显示当前主机名称: 显示节点名称

-r 显示VERSION及RELEASE号 -v 显示内核制作信息号 SMP 对称多处理器 -m 当前硬件平台 x86_64 -p 显示处理器类型或架构 x86_64 -i 硬件架构 x86_64 -o 操作系统(GNU/Linux)

2.2、lsmod --- 查看由内核已经装载的模块  

 显示的内容来自于: /proc/modules文件

# lsmod
Module Size Used by
模块 大小 使用次数

2.3、modinfo --- 显示模块的详细描述信息

  -n : 只显示模块文件路径 

    -d :显示模块的描述

   -p :模块的参数 

    -k kernel  :显示指定内核的模块信息

   -a  :Author

    -l:License

、显示所有信息
# modinfo ext4
filename: /lib/modules/2.6.-.el6.i686/kernel/fs/ext4/ext4.ko
license: GPL
description: Fourth Extended Filesystem
author: Remy Card, Stephen Tweedie, Andrew Morton, Andreas Dilger, Theodore Ts'o and others
srcversion: 74AEE2BDA63AC8482A78F4D
depends: mbcache,jbd2
vermagic: 2.6.-.el6.i686 SMP mod_unload modversions 、仅显示filename
# modinfo -n ext4
/lib/modules/2.6.-.el6.i686/kernel/fs/ext4/ext4.ko 、仅显示License
# modinfo -l ext4
GPL 、仅显示description
# modinfo -d ext4
Fourth Extended Filesystem 、仅显示作者
# modinfo -a ext4
Remy Card, Stephen Tweedie, Andrew Morton, Andreas Dilger, Theodore Ts'o and others 、显示模块参数
# modinfo -p ext4

2.4、生成模块的依赖关系 depmod

内核模块依赖关系文件及信息映射文件的生成工具

为指定内核生成依赖 -b

/boot/system.map-VERSION-RELEASE 内核依赖的模块及库

/lib/modules/VERSION-RELEASE/modules.dep.bin 模块的依赖关系

2.5、装载模块 modprobe MODULE 或 insmod $(modinfo -n MODULE)

# modprobe pcnet32
# lsmod | fgrep pcnet32
pcnet32
mii pcnet32 安装pcnet32模块
# insmod $(modinfo -n pcnet32)
insmod: error inserting '/lib/modules/2.6.32-696.el6.i686/kernel/drivers/net/pcnet32.ko': - Unknown symbol in module
该情况可能是由于依赖关系造成
查看依赖
# modinfo pcnet32
depends: mii 依据路径安装被依赖的模块
# insmod $(modinfo -n mii) 查看是否安装
# lsmod | fgrep mii
mii 安装Pcnet32
# insmod $(modinfo -n pcnet32) 查看是否安装
# lsmod | fgrep pcnet32
pcnet32
mii pcnet32

2.6、modprobe --- 拆除模块

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

    modprobe -r MODULE 或 rmmod MODULE

# modprobe -r pcnet32
# lsmod | fgrep pcnet32
# # rmmod pcnet32
# lsmod | fgrep pcnet32
#

2.7、/proc目录

内核把自己内部状态信息及统计信息,以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出:

  只读 :输出信息-----内核内部统计、状态信息

  可写: 可配置参数,/proc/sys目录中,由sysctl命令控制,内核性能调整

    临时生效:echo 'STRING' > /proc/sys/kernel/hostname , sysctl -w kernel.hostname='STRING'

    永久有效:/etc/sysctl.conf   

(1)sysctl 命令用于查看或设定此目录中诸多参数:

    sysctl  -w path.to.parameter=VALUE

    #sysctl -w kernel.hostname= liu

  (2)  echo命令通过重定向的方式也可以修改大多数参数的值

    echo “VALUE” > path/to/parameter

    #echo "localhost" > /proc/sys/kernel/hostname

sysctl命令:
  配置文件: /etc/sysctl.conf
-a 显示所有内核参数
-p 重读配置文件
-p CONFIG_FILE 读取文件设定参数 
-w PARAMETER='VALUE' 设定内核参数
    主机名: /proc/sys/kernel/hostnam      # echo 'VALUE' > /proc/sys/kernel/hostname
      # sysctl -w kernel.hostname='VALUE'

内核路由转发: /proc/sys/net/ipv4/ip_forward  :开启; :关闭 

cache/buffer回收: /proc/sys/vm/drop_caches  : dropcache 
  #sysctl -w vm.drop_caches=1
 常用几个参数:(被映射为目录)
    net.ipv4_forward
    vm.drop_caches
    kernel.hostname

2.8、/sys目录---针对硬件设备

输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息,也有内核对硬件特性的设定信息:有些参数是可以修改的,用于调整硬件工作特性

a)、内核探测的硬件信息

kernel 2.4- /dev/目录下事先创建所有设备文件,/dev/目录文件多,造成大量空间浪费

kernel 2.4+ /dev/目录下按需生成设备文件,kernel临时探测,按需创建,节约空间

b) 、udev通过此路径下输出的信息动态为设备创建所需要设备文件;udev是运行在用户空间程序

  • udev工具: udevadmin,hotplug
  • udev为设备创建设备文件时,会读取其事先定义好的规则文件,一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目录下 
  • 读取/sys目录下的硬件信息,在/dev目录下创建设备文件

三、ramdisk文件的制作

(1)mkinitrd 命令  :为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件

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

#mv /boot/initramfs-2.6.-.el6.x86_64.img   /root/
#mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

(2)dracut 命令

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

#dracut  /boot/initramfs-$(uname -r).img   $(uname -r)

3.2、展开  initramfs-$(uname -r).img

、查看文件的类型
file 、改名.gzip结尾
mv 、解压
gzip -d 、查看文件类型
file 、展开
install -d initrd
cd initrd
cpio -id < ../

四、简易编译内核

1)准备好开发环境

2)获取源码

3)获取目标主机的硬件设备信息

4)获取到目标主机系统功能的项管部信息---目标实际需要

准备开发环境

  包组(centos 6):  yum grouplist

    Server Platform Development

    Development Tools

4.1、

目标主机硬件设备相关信息:

CPU

  cat /proc/cupinfo

  yum install x86info
    x86info -a
  lsmod

PCI

  #lspci

  #lsusb

  #lsblk

了解全部硬件设备信息

  #hal-device

第一次最好从参照模块文件来做如图:

4.2、

1)、获取源码

  https://www.kernel.org/

  **小于3.10版本

2)、展开至/usr/local/目录

tar xf  linux-3.10.67.tar.xz  -C  /usr/local/src

3)、创建符号链接

  ln  -sv linux-3.10.67  linux

4)、[root@localhost src]#cd linux

  [root@localhost src]#cp /boot/config-2.6.32-573.el6.x86_64 .config

5)、选择支持的模块

根据提示需要安装ncurses-devel, yum -y install ncurses-devel

再执行make menuconfig命令会弹出如图界面(会加载.config文件内容)

a)、设置release号

  

b)、设置主机名

  

c)、设置支持NTFS文件系统

  

d)、设置支持的网络驱动

打开一个虚拟的屏幕:

  yum -y install screen
  退出: ctrl + a 松开a后按d
  列出: screen -ls 找出ID
  连接回: screen -r ID

6)、编译

make -j #
    # lscpu 中 cpu(s) 后的数字为cpu核心数

7)、执行安装:

    make  modules_install

    make install

      • 安装bzImage为/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
      • 生成initranfs文件
      • 编辑grub的配置文件

8)、重启系统,并测试使用新内核

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