Linux之理解内核、内核模块、编译内核

简介:

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

内核编译


Linux内核组成

内核文件 bzImage  位置: /boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE

内核模块 .ko     位置: /lib/modules/VERSION-RELEASE

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


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)


使用示例

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1 、系统信息
# uname 
Linux
# uname -o
GNU/Linux
2 、显示节点名称
# uname -n
localhost.localdomain
# cat /proc/sys/kernel/hostname 
localhost.localdomain
# hostname
localhost.localdomain
3 、显示version-release号
# uname -r
2.6 . 32 - 696 .el6.i686
4 、内核制作版本号
# uname -v
# 1  SMP Tue Mar  21  18 : 53 : 30  UTC  2017
5 、当前硬件平台
# uname -m
i686
6 、处理器架构
# uname -p
i686
7 、硬件架构
# uname -i
i386
8 、操作系统
# uname -o
GNU/Linux


辅助文件: initramfs,initrd

生成

1
2
3
mv /boot/initramfs-VERSION-RELEASE.img /root
mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)


展开

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
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 < ../



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


编译成模块:  [M]

编译进内核:   [*]

不编译此功能:  [ ]


查看所有已经装载的模块 lsmod

1
2
3
# lsmod
Module     Size        Used by
模块       大小        使用次数


查看模块信息 modinfo

  模块路径 -n

  显示指定内核的模块信息 -k kernel

  显示模块的描述 -d

  模块的参数 -p

  License -l

  Author -a


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
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


生成模块的依赖关系 depmod

  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

 

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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
# 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
 
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
 
#

拆除模块 modprobe -r MODULE 或 rmmod MODULE

1
2
3
4
5
6
7
# modprobe -r pcnet32
# lsmod | fgrep pcnet32
 
# rmmod pcnet32
# lsmod | fgrep pcnet32
#



/proc目录

只读 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       


sysctl命令

    -p CONFIG_FILE       读取文件设定参数 

    -w PARAMETER='VALUE' 设定内核参数

        # echo 'VALUE' > /proc/sys/kernel/hostname

        # sysctl -w kernel.hostname='VALUE'


        主机名: /proc/sys/kernel/hostname

        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


    -a 显示所有内核参数

    -p 重读配置文件  配置文件: /etc/sysctl.conf

路由转发: 打开路由转发时,一个网卡的用户能够ping通另一个网卡所在网络的主机

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
临时生效
1、查看主机名
# cat /proc/sys/kernel/hostname 
localhost.localdomain
2、设置主机名
# echo "Lcc.org" > /proc/sys/kernel/hostname
# cat /proc/sys/kernel/hostname 
Lcc.org
# hostname
Lcc.org
3、设定主机名
# sysctl -w kernel.hostname="lcc.org"
kernel. hostname  = lcc.org
4、查看主机名
# hostname
lcc.org
# cat /proc/sys/kernel/hostname 
lcc.org
 
永久有效
# cp /etc/sysctl.conf{,.bak}
# echo "kernel.hostname=magedu.com" >> /etc/sysctl.conf 
# hostname 
lcc.org
# sysctl -p
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
kernel.sysrq = 0
kernel.core_uses_pid = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
kernel.msgmnb = 65536
kernel.msgmax = 65536
kernel.shmmax = 4294967295
kernel.shmall = 268435456
kernel. hostname  = magedu.com
# hostname 
magedu.com



/sys目录

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


udev工具: udevadmin,hotplug


简易编译内核

1)获取源码

2)开发环境

3)查看目标主机的硬件设备信息

4)目标实际需要


1、获取源码

https://www.kernel.org/ 

**小于3.10版本


2、展开至/usr/local/目录

wKiom1mxHyCBSMxXAAAIZ2oF4m4624.png


3、创建符号链接

wKiom1mxH3_TYSEpAAAkXOjVqdc999.png


5、编译

wKiom1mxIDLREUx8AAALO3MpXHs787.png

wKiom1mxIFujZ8AvAAAFQHMiUJU154.png

1、设置release号

wKioL1mxIRXSnIZ1AABLRnTO20c902.pngwKioL1mxIVbCgQsQAAAbbjhyyGk030.png

2、设置主机名

wKioL1mxIY-R0STcAABGB25LDCM754.pngwKiom1mxIefB2vBwAAAZ0DR2Re4796.png

3、设置支持NTFS文件系统

wKioL1mxIjCAYQ34AABYAC2p8Po284.pngwKioL1mxIqXQ-82zAACE8a5Ovx8550.png

4、设置支持的网络驱动

wKiom1mxJCPxs2-kAAAE79IXnK8169.png

wKiom1mxJCPCr_QCAAAOdK6D0ZU843.png


wKioL1mxI3Ljse7gAABUnATfDbA376.pngwKioL1mxI57xr5-pAAAR3Eq4hpI059.png

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
general setup
     Local version - append to kernel release
         - 1 .os.cpu
     ((none)) Default hostname 默认主机名
 
File systems
     JFS 
     GFS2
     Btrfs
     DOS/FAT
         NTFS 
 
Device drivers
     Netowrk device support
         Enternet driver support


打开一个虚拟的屏幕: 

退出: ctrl + a 松开a后按d

列出: screen -ls

连接回: screen -r ID


5、编译

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

wKiom1mxJIKBrpV_AAAFQjVuLI4464.png


6、安装

wKioL1mxP7OjfXUwAAA4gAEHQgo575.png

wKiom1mxP9Sg-QOwAAAFvl70r9k419.png










本文转自 lccnx 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/sonlich/1961362,如需转载请自行联系原作者
目录
相关文章
|
安全 网络协议 Linux
深入理解Linux内核模块:加载机制、参数传递与实战开发
本文深入解析了Linux内核模块的加载机制、参数传递方式及实战开发技巧。内容涵盖模块基础概念、加载与卸载流程、生命周期管理、参数配置方法,并通过“Hello World”模块和字符设备驱动实例,带领读者逐步掌握模块开发技能。同时,介绍了调试手段、常见问题排查、开发规范及高级特性,如内核线程、模块间通信与性能优化策略。适合希望深入理解Linux内核机制、提升系统编程能力的技术人员阅读与实践。
1030 1
|
Ubuntu Linux
Ubuntu 23.04 用上 Linux 6.2 内核,预计下放到 22.04 LTS 版本
Linux 6.2 带来了多项内容更新,修复了 AMD 锐龙处理器设备在启用 fTPM 后的运行卡顿问题,还增强了文件系统。
|
Ubuntu Linux
Ubuntu 23.10 现在由Linux内核6.3提供支持
如果你想在你的个人电脑上测试一下Ubuntu 23.10的最新开发快照,你可以从官方下载服务器下载最新的每日构建ISO。然而,请记住,这是一个预发布版本,所以不要在生产机器上使用或安装它。
|
监控 Ubuntu Linux
什么Linux,Linux内核及Linux操作系统
上面只是简单的介绍了一下Linux操作系统的几个核心组件,其实Linux的整体架构要复杂的多。单纯从Linux内核的角度,它要管理CPU、内存、网卡、硬盘和输入输出等设备,因此内核本身分为进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网络接口等4个核心子系统。
1117 0
|
Web App开发 缓存 Rust
|
Ubuntu 安全 Linux
Ubuntu 发行版更新 Linux 内核,修复 17 个安全漏洞
本地攻击者可以利用上述漏洞,攻击 Ubuntu 22.10、Ubuntu 22.04、Ubuntu 20.04 LTS 发行版,导致拒绝服务(系统崩溃)或执行任意代码。
|
算法 Linux 调度
深入理解Linux内核调度器:从基础到优化####
本文旨在通过剖析Linux操作系统的心脏——内核调度器,为读者揭开其高效管理CPU资源的神秘面纱。不同于传统的摘要概述,本文将直接以一段精简代码片段作为引子,展示一个简化版的任务调度逻辑,随后逐步深入,详细探讨Linux内核调度器的工作原理、关键数据结构、调度算法演变以及性能调优策略,旨在为开发者与系统管理员提供一份实用的技术指南。 ####
727 4
|
缓存 并行计算 Linux
深入解析Linux操作系统的内核优化策略
本文旨在探讨Linux操作系统内核的优化策略,包括内核参数调整、内存管理、CPU调度以及文件系统性能提升等方面。通过对这些关键领域的分析,我们可以理解如何有效地提高Linux系统的性能和稳定性,从而为用户提供更加流畅和高效的计算体验。
772 24
|
缓存 监控 网络协议
Linux操作系统的内核优化与实践####
本文旨在探讨Linux操作系统内核的优化策略与实际应用案例,深入分析内核参数调优、编译选项配置及实时性能监控的方法。通过具体实例讲解如何根据不同应用场景调整内核设置,以提升系统性能和稳定性,为系统管理员和技术爱好者提供实用的优化指南。 ####