Linux 内核管理

Posted 2021-01-15 luck-luck

Linux内核基础：
Linux Kernel：
  Linux内核的体积结构是单内核的，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，使得虽然是单内核，但工作在模块化的方式下，并且模块可以动态装载或卸载；Linux内核负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。如是我们在了解Linux内核的基础上根据自己的需要量身定制一个更高效更稳定的内核，就需要我们手动去编译和配置内核里的各项相关的参数和信息。
  内核的组成部分：
　　1、Kernel：内核核心，一般为bzimage，通常位于/boot目录，名称为vmlinuz-VERSION-release
　　2、Kernel object：内核对象，即内核模块，一般放置于/lib/modules/VERSION-release/；内核模块与内核核心版本一定要严格匹配
　　  选择编译内核选项标记解释：
　　  []：N，不编译进内核
　　  [M]：Module，编译成内核模块
　　  [*]：Y，直接编译进内核核心(kernel核心文件中)
　　  注意：有些功能要么编译进内核，要么不编译
　　3、ramdisk：辅助性文件，并非必须，这取决于内核是否能直接驱动rootfs所在的设备；是一个简装版的根文件系统；借助ramdisk能够加载的内容：
　　  目标设备驱动，例如SCCI设备的驱动；
　　  逻辑设备驱动，例如LVM设备的驱动；
　　  文件系统，例如xfs文件的系统；

内核信息获取：
  uname命令：uname- print system information
  格式：uname [OPTION]...
　　-a 显示所有信息
　　-n 显示主机名
　　-r 显示内核release号
　　-v 显示内核version号

内核模块信息获取和管理：
  lsmod命令：
  lsmod- program to show the status of modules in the Linux Kernel 显示内核已装载的模块
  显示的内容来自于/proc/modules

  modinfo命令：
  modinfo- program to show information about a Linux Kernel module显示指定内核模块的详细信息
  格式：modinfo[-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]
　　-F field 仅显示指定字段的信息
　　-n 显示该模块的详细路径
　　-a author显示作者名字
　　-d description显示描述信息
　　-l license  显示授权信息
　　-k 显示指定内核版本对应的模块信息

  modprobe命令：
  modprobe- Add and remove modules from the Linux Kernel 装载和卸载内核模块
  格式：modprobe[ -C confile-file] [modulename] [moduleparame-ters…]
　　配置文件：/etc/modprobe.conf  /etc/modprobe.d/*.conf
　　模块的动态装载：modprobe module_name
　　模块的动态卸载：modprobe -r module_name
  注意：对正在使用的模块不要轻易卸载；此命令可以自动解决模块间的依赖关系；

  depmod命令：
  depmod- program to generate modules.dep and map files. 内核模块依赖关系及系统信息映射文件的生成工具；
　如果模块间的依赖关系文件被损坏(/lib/modules/3.10.0-514.el7.x86_64/modules.dep)，可以通过该命令去生成新的模块依赖关系文件，但是该文件不会真正被使用而是将其编译为*.dep.bin的二进制文件方便查询和使用；该命令还会生成/boot/Sys.map-Version-Release文件，该文件是对应版本内核所支持库文件的映射关系
格式：depmod[-Anea]
　　-A 主动去分析目前核心的模块，并重新写入 modules.dep
　　-n 分析结果不写入modules.dep，而是输出到屏幕
　　-e 显示目前已经加载但不可执行的模块名称
　　-a 分析所有模块

  模块装载卸载的另外一种方式：不会自动解决模块间的依赖关系
  insmod命令：
  insmod - simple program to insert a moduleinto the Linux Kernel
  格式： insmod[ filename ] [ module options... ]
　　　　 filename：模块文件的文件路径；（内核模块的绝对路径，一般以.ko文件结尾）
  rmmod命令：
  rmmod- simple program to remove a module from the Linux Kernel
  格式：rmmod [module_name]

ramdisk文件的制作：
  1、mkinitrd命令：为当前使用中的内核重新制作ramdisk文件
  格式：mkinitrd [OPTION...][<initrd-image>] <kernel-version>
　　--with=<module> 除了默认的模块之外额外需装载到initramfs中的模块(添加某个模块到initrd中)
　　--preload=<module> initramfs所提供的模块需要预先装载的模块
　　示例：mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

  2、dracut命令：
  dracut- low-level tool forgenerating an initramfs image
  格式：dracut [OPTION...][<image> [<kernel version>]]
　　示例：dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname-r)  用法和mkinitrd一样

/proc目录：
  内核状态和统计信息的输出接口，以及可配置参数配置接口(/proc/sys/)
　　只读：内核状态和统计信息的输出
　　只写：可接受用户指定一个“新值”来实现对内核某功能或特性的配置(/proc/sys/)

  sysctl命令：用于查看或设定/proc/sys/目录中诸多参数
　　格式：sysctl [options] [variable[=value]]
  查看：
　　  sysctl -a  显示所有参数设置的值
　　  sysctl Variable  显示指定参数名的值
  修改：
　　  sysctl -w Variable=value
　　　示例：sysctl -w kernel.hostname=mail.magedu.com
　　　说明：红色部分指定的参数名与/proc/sys/目录下文件同名，以点号隔开表示下一级目录
　　修改查看还可以通过以下方式实现：
　　  查看：
　　　　cat /proc/sys/kernel/hostname
　　  修改：
　　　　echo "mail.magedu.com" > /proc/sys/kernel/hostname

  sysctl的配置文件：/etc/sysctl.conf和/etc/sysctl.d/*.conf(通过命令设置只能本次有效，通过配置文件永久有效)
  sysctl -p [/PATH/TO/CONFIG_FILE]  重读配置文件立即生效
  常见内核参数：
　　net.ipv4.ip_forward 路由转发
　　vm.drop_caches 内存的缓存数据清除，释放内存缓存空间
　　kernel.hostname 主机名
　　net.ipv4.icmp_echo_ignore_all 忽略所有ping操作

/sys目录：
  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可设置参数；对某些参数的修改，用来设置调整硬件设备的工作特性
  udev就是通过读取/sys目录下的硬件设备信息按需为各硬件设备创建设备文件；udev是用户空间程序；专用工具：devadmin，hotplug；udev为设备创建文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d/和/usr/lib/udev/rules.d/目录下

screen命令：
  一个终端下打开多个屏幕，并剥离屏幕与终端的关系，终端关闭也不会影响屏幕下的进程
　　打开screen：screen
　　拆除screen：Ctrl+a,d
　　列出screen：screen -ls
　　连接指定screen：screen -r SCREEN_ID
　　关闭screen: exit

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

  开发环境准备：
　　Centos6.6：
　　　　包组：Development Tools、Server Platform Development
  Centos 7：
　　　　包组：Development Tools、Server Platform Development
　　　　包：ncures-devel

  获取目标主机上硬件设备的相关信息：
　　CPU：
　　　　cat /proc/cpuinfo
    lscpu
    x86info -a x86info需要先手动安装才能使用
　　PCI设备：
    lspci
　　　　  -v 详细显示pci信息
　　  　　-vv
    lsusb
　　　　  -v 详细显示usb信息
　　  　　-vv
    lsblk
    hal-device 显示全部硬件设备信息

示例1：Centos 6上linux-3.10内核编译过程：
  1、准备好开发环境，安装好“Development Tools”“Server Platform Development”组件；
　　yum groupinstall "Development Tools"
　　yum groupinstall "Server Platform Development"
  2、从kernel官网上下载内核源代码；
　　wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.0/linux-3.10.tar.xz
  3、下载好内核之后将文件解压缩至/usr/src目录；
　　tar -Jxvf linux-3.10.tar.xz -C /usr/src/
  4、创建链接文件； (默认内核源码/usr/src/linux，所有要创建linux软链接文件链接到真实文件夹）
　　cd /usr/src/
　　ln -s linux-3.10 linux
  5、准备.config配置文件；
　　cp /boot/config-2.6.32-431.el6.x86_64 /usr/src/linux/.config
　6、配置内核选项；
　　cd /usr/src/linux
　　make menuconfig
　　给内核加一个名称，依次选中Generalsetup-->Local version – append to kernel release；

 

此处填写的名字不能有空格

  选择启动的内核模块，在打开这个配置的第一个界面依次选择File systems -->DOS/FAT/NT file systems-->NTFS file systemssupport,如图所示，利用空格键选中，[]表示不编译，[M]表示编译至模块中，[*]表示编译至内核中。本次测试选中NTFS模块；

 

  退出保存，比较配置前后区别；

  7、安装编译；
　　编译内核，可使用make –j #指定编译线程数量，因为远程编译可能终端断开就前功尽弃了，所以 使用screen命令就可以不用担心编译中断了；
　　make -j 4
　　安装内核模块
　　make modules_install
　　安装内核；最后一步在虚拟机里出现报错，为can’tfind modules…可忽略
　　make install

  8、编辑grub配置文件，将default=1改为default=0，随后重启系统