《Linux内核定制及编译方法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Linux内核定制及编译方法.ppt（39页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、Linux内核定制及编译方法,目的、要求了解Linux内核主要的模块组成，掌握内核的定制或配置方法，重点掌握Linux内核的编译过程及相关命令的使用方法。,Linux内核系统模块组成,1、进程调度模块Linux 以进程作为系统资源分配的基本单位，并采用动态优先级的进程高级算法，保证各个进程使用处理机的合理性。进程调度模块主要是对进程使用的处理机进行管理和控制。2、内存管理模块Linux的内存管理模块采用先进的虚拟存储机制，实现对多进程的存储管理。它提供了十分可靠的存储保护措施，对进程赋予不同的权限，用户不能直接访问系统的程序和数据，保证了系统的安全性。同时，为每个用户进程分配一个相互独立的虚拟
2、地址空间。,Linux内核系统模块组成及功能,3、文件系统模块Linux 的文件系统模块采用先进的虚拟文件系统(VFS)技术，屏蔽了各种文件系统的差别，为处理各种不同的文件系统提供了统一的接口，支持多种不同的物理文件系统达90多种。同时，Linux把各种硬件设备看作一种特殊的文件来处理，用管理文件的方法管理设备，非常方便、有效。4、网络接口模块Linux具有最强大的网络功能。网络接口模块通过套接字(Socket)机制实现计算机之间的网络通信，并采用网络层次模型提供对多种网络协议和网络硬件设备的支持。5、进程间通信模块进程间通信模块保证了Linux支持多种进程间通信机制，包括最基本的信息和管道，
3、同时支持信息队列、信号量和共享内存等。,Linux内核的编译模式：1、编译到内核：内核启动时可以支持相应的功能，其优点是方便、速度快，系统启动即可使用这部分功能；缺点是内核变得很庞大。同时，系统安全性会降低。2、编译成模块：内核启动后可以动态加载。优点是不会使内核过分庞大，缺点是必须由自己来调用这些模块。（主流）,内核配置界面（#make menuconfig)：,内核配置主要选项及功能：1.Code maturity level options(代码成熟度)Prompt for development and/or incomplete code/drivers使用尚在开发中或尚未完成的代码
4、与驱动程序。,2.General setup(常规设置)1)Local version-append to kernel release在内核版本后面加上自定义的版本标识(如直接输入:test)。2)Automatically append version information to the version string自动在版本字符串后面添加版本标识信息，编译时需要有perl以及git仓库支持。3)Support for paging of anonymous memory(swap)内核使用交换分区或者交换文件作为虚拟内存。4)System V IPC支持System V的进程间通信(I
5、PC)，许多程序需要这个功能。,5)POSIX Message QueuesPOSIX消息队列。6)BSD Process Accounting将进程的统计信息写入文件的用户级系统调用，主要包括进程的创建时间、创建者、指令名、内存占用情况等信息。7)Export task/process statistics through netlink(EXPERIMENTAL)通过netlink接口向用户空间导出任务/进程的统计信息。8)UTS Namespaces支持UTS名字空间。9)Auditing support审计支持，某些内核模块(例如SELinux)需要它，只有同时选择其子项才能对系统调用
6、进行审计。,10)Kernel.config support把内核的配置信息编译进内核中，以后可以通过scripts/extract-ikconfig脚本来提取这些信息。11)Create deprecated sysfs files创建过时的sysfs文件系统。12)Kernel-user space relay support(formerly relayfs)提供从内核空间向用户空间传递大量数据的接口。13)Initial RAM filesystem and RAM disk(initramfs/initrd)support支持内存文件系统(initramfs/initrd)。14)O
7、ptimize for size(Look out for broken compilers!)编译时优化内核尺寸。15)Configure standard kernel features(for small systems)配置标准的内核特性(面向小型系统)。,3.Loadable module support(可加载模块支持)1）Enable loadable module support打开可加载模块支持，如果打开它则必须通过“make modules_install”把内核模块安装在/lib/modules/目录下。2）Module unloading允许卸载已经加载的模块。3）Fo
8、rced module unloading允许强制卸载正在使用中的模块。4）Module versioning support允许使用其他内核版本的模块。5）Source checksum for all modules为所有的模块校验源码。6）Automatic kernel module loading允许内核通过运行modprobe来自动加载所需要的模块。,4.Block layer(块设备层)1)Support for Large Block Devices使用大于2TB的块设备时需要选择。2)Support for tracing block io actions块队列IO跟踪支持。
9、3)Support for Large Single Files使用大于2TB的文件时需要。4)IO SchedulersIO调度器。,5.Processor type and features(CPU类型及特性)1)Tickless System(Dynamic Ticks)支持动态时钟。2)High Resolution Timer Support支持高解析度时钟。3)Symmetric multi-processing support对称多处理器支持，如多个CPU或者使用的是多核CPU。4)Subarchitecture Type处理器的子体系结构类型。,5)Paravirtualiza
10、tion support(EXPERIMENTAL)支持同时运行双Linux系统。6)Processor family处理器系列，按照实际使用的CPU选择。7)Generic x86 support通用x86支持。8)HPET Timer SupportHPET是替代8254芯片的新一代定时器。9)Preemption Model内核抢占模式。10)Local APIC support on uniprocessors 支持多处理器APIC。,11)Machine Check Exception让CPU检测到系统故障时通知内核。12)Toshiba laptop supportToshiba笔
11、记本模块支持。13)Dell laptop supportDell笔记本模块支持。14)Enable X86 board specific fixups for reboot修正某些旧X86主板的bug。15)/dev/cpu/microcode-Intel IA32 CPU microcode support支持IA32微代码，仅对Intel的CPU有效。16)/dev/cpu/*/msr-Model-specific register support支持MSR（Model-Specific Register）寄存器。17)/dev/cpu/*/cpuid-CPU information s
12、upport支持从/dev/cpu/x/cpuid获得CPU的唯一标识符(CPUID)。,18)Firmware Drivers固件驱动程序。19)High Memory Support支持最高内存。20)Memory model内存模式。21)64 bit Memory and IO resources(EXPERIMENTAL)使用64位的内存和IO资源。22)Allocate 3rd-level pagetables from highmem对内存大于4GB的机器，将用户空间的页表放到高位内存区，以节约宝贵的低端内存。23)Math emulation数学协处理器仿真。,24)MTRR(
13、Memory Type Range Register)support提升PCI/AGP总线上的显卡2倍以上的速度。25)Boot from EFI supportEFI是一种可代替传统BIOS的技术。26)Enable seccomp to safely compute untrusted bytecode允许seccomp（快速计算）安全地运算非信任代码。27)Timer frequency内核时钟频率。28)kexec system callkexec系统调用。29)kernel crash dumps产生内核崩溃转储。30)Build a relocatable kernel(EXPER
14、IMENTAL)建立内核的重定位信息。31)Compat VDSO support对VDSO(Virtual Dynamically-linked Shared Object)提供支持。,6.Power management options(电源管理选项)1)Power Management support支持电源管理，包括APM和ACPI两种标准。2)CPU Frequency scaling允许动态改变CPU主频，达到省电和降温的目的。,7.Bus options(PCI,PCMCIA,EISA,MCA,ISA)(总线选项)1)PCI support支持PCI总线。2)ISA suppor
15、t支持ISA总线。3)MCA support支持微通道总线。4)NatSemi SCx200 supportAMD Geode处理器的机器功能支持。5)PCCARD(PCMCIA/CardBus)supportPCMCIA卡(主要用于笔记本)支持。6)PCI Hotplug Support支持PCI的热插拔。,8.Executable file formats(可执行文件格式)1)Kernel support for ELF binariesELF是开放平台下最常用的二进制文件格式，支持动态连接，支持不同的硬件平台。2)Kernel support for a.out and ECOFF bi
16、naries早期UNIX系统的可执行文件格式。3)Kernel support for MISC binaries允许插入二进制的封装层到内核中，使用Java、.NET、Python、Lisp等语言编写的程序时需要它。,9.Networking(网络)1)Networking options网络选项。2)Amateur Radio support业余无线电支持。3)IrDA(infrared)subsystem support红外线支持，4)Bluetooth subsystem support支持蓝牙技术 5)Generic IEEE 802.11 Networking Stack通用无线局
17、域网(IEEE 802.11系列协议)支持。,6)Enable full debugging output支持全面的调试输出。7)IEEE 802.11i CCMP support支持IEEE 802.11i CCMP。8)IEEE 802.11i TKIP encryption支持IEEE 802.11i TKIP。9)Software MAC add-on to the IEEE 802.11 networking stack支持MAC地址加入IEEE 802.11网络堆栈。,10.Device Drivers（设备驱动程序）1)Generic Driver Options通用驱动程序选项
18、。2)Connector-unified userspace kernelspace linker统一的用户空间和内核空间连接器。3)Memory Technology Devices(MTD)支持特殊的存储技术装置，如常用于数码相机或嵌入式系统的闪存卡。4)Parallel port support打印机并口支持。5)Plug and Play support即插即用支持。,6)Block devices支持块设备。7)Misc devices支持其他杂项设备。8)ATA/ATAPI/MFM/RLL supportIDE硬盘和ATAPI光驱。9)SCSI device support支持SC
19、SI设备。10)Serial ATA and Parallel ATA drivers支持SATA与PATA磁盘设备。,11)Multi-device support(RAID and LVM)支持多磁盘设备(RAID和LVM)。12)Fusion MPT device support支持Fusion MPT设备。13)IEEE 1394(FireWire)support支持IEEE 1394。14)I2O device support支持I2O(智能IO)设备。,15)Macintosh device drivers支持Macintosh系统设备。16)Network device supp
20、ort支持网络设备。17)ISDN subsystem支持综合业务数字网(ISDN，Integrated Service Digital Network)。18)Telephony Support支持VoIP。19)Input device support支持输入设备。20)Character devices支持字符设备。21)I2C support支持I2C。可用于监控电压、风扇转速及温度等。22)SPI support串行外围接口(SPI)常用于微控制器(MCU)与外围设备之间的通信。,23)Dallass 1-wire bus一线总线。24)Hardware Monitoring sup
21、port支持硬件监测。25)Multifunction device drivers支持多功能设备驱动。26)Multimedia devices支持多媒体设备。27)Graphics support图形设备/显卡支持。28)Sound支持声卡。29)HID Devices支持HID设备。30)USB support支持USB。,31)MMC/SD Card support支持MMC/SD卡设备。32)LED devices支持LED设备。33)InfiniBand support支持InfiniBand设备。34)EDAC-error detection and reporting(RAS)
22、(EXPERIMENTAL)支持错误检测和报告。35)Real Time Clock 支持实时时钟。36)DMA Engine support 支持DMA引擎。37)Auxiliary Display support支持高级显示。KS0108 LCD Controller：支持KS0108 LCD显示。38)Virtualization支持虚拟技术。,11.File Systems（文件系统）1)Second extended fs support支持Ext2文件系统。2)Ext3 journalling file system support支持Ext3文件系统。3)Ext4dev/ext4
23、 extended fs support development(EXPERIMENTAL)支持Ext4文件系统。4)ReiserFS extended attributes支持ReiserFS文件系统。5)JFS filesystem support支持JFS文件系统。6)XFS filesystem support支持XFS文件系统。7)GFS2 file system support支持GFS2文件系统。,8)OCFS2 file system support支持OCFS2文件系统。9)minix fs support支持minix文件系统。10)ROM file system supp
24、ort支持ROM文件系统。11)Inotify file change notification support支持Inotify文件系统。12)Quota support支持Quota磁盘定额文件系统。13)Kernel automounter support支持内核自动挂载。14)Kernel automounter version 4 support(also supports v3)支持内核第四版本自动挂载。15)Filesystem in Userspace support支持文件系统的用户空间。,16)CDROM/DVD FilesystemsCDROM/DVD文件系统。17)DO
25、S/FAT/NT Filesystems支持DOS/FAT/NT文件系统。18)Pseudo Filesystems支持Pseudo文件系统。19)Miscellaneous Filesystems支持其它文件系统。20)Network Filesystems支持网络文件系统。21)Partition Types支持分区类型。22)Native Language Support支持多国语言。23)Distributed Lock Manager分布式上锁管理。,12.Instrumentation Support（分析支持）1)Profiling support(EXPERIMENTAL)支持
26、Profiling系统评测。2)Kprobes(EXPERIMENTAL)支持Kprobes 探测。,13.Kernel Hacking（内核探测）Show timing information on printks使用printk函数时显示时间。Enable _must_check logic使用“必须检查”的逻辑。3)Magic SysRq key支持SysRq键。4)Enable unused/obsolete exported symbols支持输出标志。5)Debug Filesystem支持调试文件系统。6)Run make headers_check when building
27、vmlinux编译内核时，支持make headers_check。7)Kernel debugging支持内核调试。,14.Security Options（安全选项）1)Enable access key retention support支持access key。2)Enable different security models支持各种安全模式。,15.Cryptographic Options（加密选项）1)Cryptographic API 支持加密API（应用程序接口）。,16.library Routines（库例程）1)CRC-CCITT functions支持CRC-CCI
28、TT功能。2)CRC16 functions支持CRC16功能。3)CRC32c(Castagnoli，et al)Cyclic Redundancy-Check支持CRC32c检测。,Linux内核编译方法,1、下载最新稳定的内核从互联网内核官方网站（www.kernel.org)下载最新内核源代码，如。2、内核源码文件解包把内核源代码文件拷贝到/usr/src目录下，进入/usr/src目录并执行解包命令，所有的内核源代码将被解包到当前目录下的目录。3、配置内核 图形界面:#make xconfig；字符界面:#make menuconfig 4、设置关联文件#make dep 5、清理一
29、些不必要的文件#make clean6、编译内核 对于大内核（比如需要SCSI支持：#make bzImage 对于小内核：#make zImage,7、编译模块#make modules 8、安装模块 make modules_install 9、编译生成initrd.img文件10、复制新内核 11、修改grub引导，增加新内核的引导在/boot/grub/grub.conf文件中增加如下内容。/引导标记root(hd0,9)/指定Linux引导设备名和分区kernel/boot/vmlinuz-2.6.21test ro root=/dev/hda10/指定内核及根分区initrd/boot/initrd-2.6.21test.img/指定initrd文件名最后重启系统，测试新内核系统。,作业,1)从互联网内核官方网站上下载最新的内核源代码，解包在用户当前目录，并编译生成新内核。最后增加新内核的GRUB引导，并测试可否引导成功。2)配置最新的Linux内核程序，编译生成最小的内核目标程序，要求文件大小要小于160KB。,
