14.1 Linux内核模块功能定制

Linux内核模块功能定制

上一章我们详细讲解了 Linux 启动流程，再此基础上，本章我们来讲解内核的编译和安装。本章内容如下:

1. 编译内核以定制内核功能
2. Centos 操作系统的安装过程
3. Centos 安装程序 anaconda 配置

内核编译是一个大工程，需要对硬件，内核各个参数功能都有比较深入了解，才能编译出有特定功能需求的内核。本节主要是带大家了解内核的编译过程，能编译成功即可。本节内容如下:

1. 编译内核的环境准备
2. 根据当前操作系统的编译模板，编译内核

1. 编译内核

在编译内核之前，我们需要了解目标主机的功能需求，并准备好开发环境，具体可包括如下几个方面:

1. 准备好开发环境；
2. 获取目标主机上硬件设备的相关信息；
3. 获取到目标主机系统功能的相关信息，例如要启用的文件系统；
4. 获取内核源代码包：http://www.kernel.org

1.1 准备开发环境

开发环境主要是准备编译环境，Centos6-7 中安装如下两个包组即可:

1. Development Tools: 中文下叫"开发工具"
2. Server Platform Development: 中文下叫 “服务器平台开发” - Centos7 可能没有此包组

1.2 获取目标主机上硬件设备的相关信息

Linux 中有如下命令，可以帮助我们获取硬件设备的相关信息包括:

1. CPU：
   • cat /proc/cpuinfo
   • lscpu
   • x86info -a
2. PCI设备：
   • lspci [-v|-vv]
   • lsusb [-v|-vv]: 显示 usb 信息
   • lsblk: 显示块设备信息
3. 了解全部硬件设备信息：hal-device(Centos6)

2. 内核编译过程：

内核的编译与程序包的编译安装过程类似，遵循./configure ==> make ==> make install。接下来我们将利用现有操作系统的编译安装模板，来编译一个内核。

2.1 简单依据模板文件的制作过程：

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#！/bin/bash

# 1. 编译内核
tar  xf  linux-3.10.67.tar.xz  -C  /usr/src
cd  /usr/src
ln  -sv  linux-3.10.67  linux
cd  linux
# cp /boot/config-$(uname -r) .config  # 复制当前系统的编译模板进行参考
make menuconfig          # 配置内核选项
make  [-j \#]            # 编译内核，可使用-j指定编译线程数量
make modules_install     # 安装内核模块
make install             # 安装内核

# make install 会自动完成以下步骤
# 2. 安装 bzImage 为 /boot/vmlinuxz-VERSION-RELEASE
ll arch/x86/boot/bzImage
ll arch/x86_64/boot/bzImage

# 3. 生成 initramfs 文件

# 4. 编辑 grub 的配置文件

# 5. 重启系统，选择使用新内核

2.2 screen命令：

执行 make 命令时，如果是远程连接到服务器，可能因为网络问题而断开连接，此时 make 就会终止。为了避免因为断开连接导致编译过程前功尽弃，可以使用 screen 命令

screen

• 作用: 终端模拟器，允许在一个终端上打开多个屏幕
• 特性: screen 的模拟终端不会因为当前物理终端断开连接而丢失，即 screen 内运行的程序不会因为物理终端断开连接而终止
• 选项:
  • 打开screen： screen
  • 拆除screen： Ctrl+a, d
  • 列出screen： screen -ls
  • 连接至screen：screen -r SCREEN_ID
  • 关闭screen: exit

2.3 编译过程的详细说明：

1. 配置内核选项
   • 支持“更新”模式进行配置：在已有的.config文件的基础之上进行“修改”配置；
     • make config：基于命令行以遍历的方式去配置内核中可配置的每个选项；
     • make menuconfig：基于cureses的文本配置窗口；需要额外安装 ncurses-devel 包
     • make gconfig：基于GTK开发环境的窗口界面； 包组“桌面平台开发”
     • make xonfig：基于QT开发环境的窗口界面；
   • 支持“全新配置”模式进行配置：
     • make defconfig：基于内核为目标平台提供的“默认”配置为模板进行配置；
     • make allnoconfig：所有选项均为“no”；
2. 编译
   • 多线程编译：make [-j #]
   • 编译内核中的一部分代码：
     • 只编译某子目录中的相关代码：
       • cd /usr/src/linux
       • make path/to/dir/ – 只能在内核源码目录内，基于相对路径编译
     • 只编译一个特定的模块
       • cd /usr/src/linux
       • make path/to/dir/file.ko
   • 如何交叉编译：
     • 目标平台与当前编译操作所在的平台不同；
     • make ARCH=arch_name
   • 要获取特定目标平台的使用帮助：
     • make ARCH=arch_name help
3. 如何在执行过编译操作的内核源码树上做重新编译：
   • 事先清理操作：
     • make clean：清理编译生成的绝大多数文件，但会保留config，及编译外部模块所需要的文件；
     • make mrproper：清理编译生成的所有文件，包括配置生成的config文件及某些备份文件；
     • make distclean：相当于mrproper，额外清理各种patches以及编辑器备份文件；