linux_003

Linux内核&内核模块的升级/更换/编译

1. 更换centos的内核

可以从elrepo[1]安装较新内核，也可以自己编译内核。下边主要是自己编译内核的步骤：

1. 下载完整版的内核源码

从github中的kernel release版本可以随便下一个内核：https://github.com/torvalds/linux/releases

2. 解压内核源码包，进入目录

tar -xvf xxx.tar.gz
cd xxx

3. 配置合适的.config文件

可以先把当前内核的config文件拿过来，再用 make menuconfig 修改并保存覆盖.config。

cp /boot/config-$(uname -r) .config
make menuconfig

4. 编译并安装

make -jX # X为你的核数，这样编译最快
sudo make modules_install install # 安装
sudo make headers_install INSTALL_HDR_PATH=/usr # 安装

5. 生成新的内核启动镜像，并调整GRUB配置，重启完成

sudo dracut -f
sudo vim /etc/default/grub #其中`GRUB_DEFAULT=x`为默认选择的内核顺序
sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
reboot

6. 删除内核[2]

检查一下目录，删除对应的文件

/boot/vmlinuz*KERNEL-VERSION*
/boot/initrd*KERNEL-VERSION*
/boot/System-map*KERNEL-VERSION*
/boot/config-*KERNEL-VERSION*
/lib/modules/*KERNEL-VERSION*/
/var/lib/initramfs/*KERNEL-VERSION*/

然后再更新下grub：

sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

---

[1] How to Install or Upgrade to Latest Kernel Version in CentOS 7, https://www.tecmint.com/install-upgrade-kernel-version-in-centos-7/

[2] https://askubuntu.com/questions/594443/how-can-i-remove-compiled-kernel

2. 编译内核模块

2.1. 一些问题

EXPORT_SYMBOL

一个模块的函数若想让另一个模块使用，必须用EXPORT_SYMBOL导出，而且两者貌似必须都是模块(编译选项为m)，后者都在内核(编译选项为y)，不然很可能出现未定义函数的错误。[1]

---

[1] https://stackoverflow.com/questions/26597537/linux-kernel-gives-undefined-reference-for-vmlinux-but-compiles-the-o-files

2.2. 一个例子

（以centos7的virtio_blk模块为例）

1. 由于要修改的是内核模块，所以要下载完整版的内核源码

• 先要查看下内核版本和CentOS系统版本，然后去http://vault.centos.org/ 可以下载到系统对应的内核具体在[系统版本]/[updates]/Source/SPackages 文件夹中。

uname -r
cat /etc/redhat-release

• 然后安装源代码

# 方法1：rpm-build
rpm -i xxx.src.rpm
cd rpmbuild/SPECS
rpmbuild -bp --target=$(uname -m) kernel.spec 2>&1|grep -E '需要'|awk '{print $1}'|xargs yum install -y
rpmbuild -bp --target=$(uname -m) kernel.spec
# 方法2 (较简单)
cd rpmbuild/SOURSES
tar -xvf linux-xxx.tar.gz

rpmbuild之后，源码在rpmbuild/BUILD文件夹中。

注意，这里如果用的不是发行版采用的内核，而是后来用的elrepo升级的内核，可能需要自己去github中kernel的release中找到对应的版本源码下载。

2. 修改drivers/block/virtio_blk.c

比如我在init函数里面加了一行printk

static int __init init(void)
{
    ...
        printk(KERN_ALERT "hello!!~!~!!~~~,im JAYCEE !!...~~!~!~~!\n");
        virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
    ...
        error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
    ...
}

3. 编译virtio_blk.ko模块

# 进入内核源码文件夹
cd /path/to/kernel_src
# 将当前运行内核的配置和模块符号表复制过来
cp /boot/config-$(uname -r) .config 
cp /usr/src/[path_to_kernel_headers]/Module.symvers . 
make prepare && make scripts
make modules SUBDIRS=drivers/block

4. 安装virtio_blk.ko

# 方法1 (通过modules_install这个target):
make modules_install SUBDIRS=drivers/block
# 方法2 (直接复制过去替换原来文件):
cp drivers/block/virtio_blk.ko /lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers/block/virtio_blk.ko

5. 重建/boot文件夹中的ramdisk镜像文件(initial ramdisk)

dracut -f 

6. 完成，看结果

reboot
dmesg|grep JAYCEE

[Creating a New Initial RAM Disk] https://wiki.centos.org/TipsAndTricks/CreateNewInitrd

[内核与ramdisk的关系] http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a37498301013f9b.html

[centos 7.1 获取内核源码] http://blog.csdn.net/u010654572/article/details/51745817

[initial ramdisk] https://en.wikipedia.org/wiki/Initial_ramdisk

内核编译配置

Linux-4.4-x86_64 内核配置选项简介 - 金步国

• Enable cleancache driver to cache clean pages if tmem is present (CONFIG_CLEANCACHE)

Cleancache是内核VFS层新增的特性,可以被看作是内存页的"Victim Cache"(受害者缓存),当回收内存页时,先不把它清空,而是把其加入到内核不能直接访问的"transcendent memory"中,这样支持Cleancache的文件系统再次访问这个页时可以直接从"transcendent memory"加载它,从而减少磁盘IO的损耗.目前只有zcache和XEN支持"transcendent memory",不过将来会有越来越多的应用支持.开启此项后即使此特性不能得到利用,也仅对性能有微小的影响,所以建议开启.更多细节请参考"Documentation/vm/cleancache.txt"文件.

• Enable frontswap to cache swap pages if tmem is present (CONFIG_FRONTSWAP)

Frontswap是和Cleancache非常类似的东西,在传统的swap前加一道内存缓冲(同样位于"transcendent memory"中).目的也是减少swap时的磁盘读写.CONFIG_ZSWAP依赖于它,建议开启.