二十七、Linux内核管理

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 

1、显示所有信息
# modinfo ext4
filename:       /lib/modules/2.6.32-696.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:       2.6.32-696.el6.i686 SMP mod_unload modversions 686 

2、仅显示filename
# modinfo -n ext4
/lib/modules/2.6.32-696.el6.i686/kernel/fs/ext4/ext4.ko

3、仅显示License
# modinfo -l ext4
GPL

4、仅显示description
# modinfo -d ext4
Fourth Extended Filesystem

5、仅显示作者
# modinfo -a ext4
Remy Card, Stephen Tweedie, Andrew Morton, Andreas Dilger, Theodore Ts'o and others

6、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                29107  0 
mii                     4476  1 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': -1 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                     4476  0 

安装Pcnet32
# insmod $(modinfo -n pcnet32)

查看是否安装
# lsmod | fgrep pcnet32
pcnet32                29107  0 
mii                     4476  1 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  1：开启; 0：关闭 

cache/buffer回收: /proc/sys/vm/drop_caches  1: 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-2.6.32-573.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 

1、查看文件的类型
file 

2、改名.gzip结尾
mv 

3、解压
gzip -d

4、查看文件类型
file

5、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