Linux内核与内核编译.pdf

福建电脑福建电脑2 0 0 7 年第 2 期福建电脑福建电脑 L i n u x 内核与内核编译 毕伟宏 广东教育学院 组织部 广东 广州 5 1 0 3 1 0 摘要 本文在介绍了 L i n u x 内核及其相关内容的基础上 详细地描述了 L i n u x 内核编译模式 内核编译前的准备工 作 内核编译的具体步骤以及编译过程中注意事项 关键词 L i n u x 内核 内核编译 1 L i n u x 内核 内核是一个操作系统的核心 它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 L i n u x 内核源程序都可以在 u s r s r c l i n u x 下找到 L i n u x 新的内核修订了旧内核的 b u g 并增加了许多新的特 性 如果用户想定制一个更高效 更稳定的内核 就需要重新编 译内核 为了正确地设置内核编译配置选项 只编译系统需要的功 能的代码 一般主要有下面四个考虑 1 自己定制编译的内核运行更快 具有更少的代码 2 系统将拥有更多的内存 内核部分将不会被交换到虚拟 内存中 3 不需要的功能编译进入内核可能会增加被系统攻击者利 用的漏洞 4 将某种功能编译为模块方式会比编译到内核内的方式速 度要慢一些 L i n u x 开发采用了双树系统 一个树是稳定树 s t a b l e t r e e 另一个树是开发树 d e v e l o p m e n t t r e e 一些新特性 实验性改进 等都将首先在开发树中进行 如果在开发树中所做的改进也可 以应用于稳定树 那么在开发树中经过测试以后 在稳定树中将 进行相同的改进 一旦开发树经过了足够的发展 开发树就会成 为新的稳定树 2 L i n u x 内核编译 2 1内核编译模式 要增加对某部分功能的支持 比如网络之类 可以把相应部 分编译到内核中 b u i l d i n 也可以把该部分编译成模块 m o d u l e 动态调用 如果编译到内核中 在内核启动时就可以自动 支持相应部分的功能 优点是方便 速度快 缺点是会使内核变 得庞大起来 如果编译成模块 就会生成对应的 o 文件 在使用 的时候可以动态加载 优点是不会使内核过分庞大 缺点是你得 自己来调用这些模块 建议将经常使用的部分直接编译到内核 中 比如网卡 2 2内核编译前的准备工作 首先对重要的数据进行备份 之后安装一个 L i n u x 系统 本 文以 R e d h a t 9 为例 接下来是安装软件 g c c 2 9 5 3 再就是要收 集自身计算机上硬件的信息 比如 C P U 内存等设备生产型号和 相应参数 2 3内核编译的步骤 L i n u x 内核版本发布的官方网站是 h t t p w w w k e r n e l o r g 新 版本的内核分两种 一种是 F u l l S o u r c e 版本 另外一种是 p a t c h 文件 即补丁 完整的内核版本比较大 一般是 t a r g z 或者是 b z 2 文件 二者分别是使用 g z i p 或者 b z i p 2 进行压缩的文件 p a t c h 文件则比较小 一般只有几十 K到几百 K p a t c h 文件是针对于 特定的版本的 你需要找到自己对应的版本才能使用 编译内核需要 r o o t 权限 以下操作都假定是 r o o t 用户 请把需要 升级的内核拷贝到 u s r s r c 下 本文以 2 4 1 8 的内核的 l i n u x 2 4 1 6 t a r g z 为例 查看一下当前 u s r s r c 的内容 注意到有一个 l i n u x 2 4 的符 号链接 指向一个 l i n u x 2 6 2 0 8 以 R E D H A T 9为例 的目录 这就是所装 L i n u x 的 k e r n e l 源代码 删除这个链接 现在解压我们下载的源程序文件 r o o t l o c a l h o s t r o o t c d u s r s r c r o o t l o c a l h o s t s r c l s d e b u g l i n u x 2 4 1 6 t a r l i n u x 2 4 1 6 t a r b z 2n v i d i a r e d h a t r o o t l o c a l h o s t s r c t a r x v fl i n u x 2 4 1 6 t a r 文件将解压到 u s r s r c l i n u x 目录中 我们把它稍作修改 r o o t l o c a l h o s t s r c m v l i n u x l i n u x 2 4 1 6 r o o t l o c a l h o s t s r c l s d e b u g l i n u x 2 4 1 6l i n u x 2 4 1 6 t a rl i n u x 2 4 1 6 t a r b z 2n v i d i a r e d h a t r o o t l o c a l h o s t s r c l n s l i n u x 2 4 1 6l i n u x r o o t l o c a l h o s t s r c l s d e b u g l i n u x l i n u x 2 4 1 6l i n u x 2 4 1 6 t a r l i n u x 2 4 1 6 t a r b z 2n v i d i a r e d h a t 进行相应的目录 r o o t l o c a l h o s t l i n u x m a k e m e n u c o n f i g r m f i n c l u d e a s m c di n c l u d e I n s f a s m i 3 8 6a s m m a k e c s c r i p t s l x d i a l o g a l l m a k e 1 E n t e r i n g d i r e c t o r y u s r s r c l i n u x 2 4 1 6 s c r i p t s l x d i a l o g 该命令确保源代码目录下没有不正确的 o 文件以及文件的 互相依赖 接下来进行内核配置 配置内核可以使用下面命令中的一 个 本文将以 m a k e m e n u c o n f i g 为例进行介绍 m a k e c o n f i g 不推荐 m a k e m e n u c o n f i g 字符终端下推荐使用 m a k e x c o n f i g X w i n d o w下推荐使用 m a k e o l d c o n f i g 适合较小修改 选择相应的配置时 有三种选择 它们分别代表的含义如 下 Y 将该功能编译进内核 N 不将该功能编译进内核 M 将该功能编译成可以在需要时动态插入到内核中的 模块 在编译内核的过程中 大部分选项可以使用其缺省值 只有 小部分需要根据用户不同的需要选择 选择的原则是 将与内核 其它部分关系较远且不经常使用的部分功能代码编译成为可加 载模块 与内核关心紧密而且经常使用的部分功能代码直接编 译到内核中 配置完成之后 你可以将本次配置保存下来 文件将保存 到 u s r s r l i n u x a r c h i 3 8 6 这个目录下 默认文件名为 d e f c o n i f g 也 可以自命名 退出配置模式时会有提示 下一步你需要使用的是 m a k e d e p 操作 接下来可以执行以下指令 m a k e d e p读取配置过程生成的配置文件 m a k e c l e a n删除前面步骤留下的文件 m a k e b z I m a g e 或 m a k e z I m a g e实现完全编译内核 m a k e m o d u l e s生成相应的模块 m a k e m o d u l e s i n s t a l l拷贝模块到需要的目录中 d e p m o d a生成模块间的依赖关系 基金项目 中山大学青年教师科研基金 2 0 0 5 3 5 0 0 0 1 1 3 1 1 0 0 资助 下转第 4 页 1 6 福建电脑福建电脑2 0 0 7 年第 2 期福建电脑福建电脑 经过以上的步骤 就得到了新版本的内核 为了能够使用新版本的内核 我 们还需要做一些改动 r o o t l o c a l h o s t l i n u x c da r c h i 3 8 6 b o o t r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t c pb z I m a g e b o o t v m l i n u z 2 4 1 6 r o o t l o c a l h o s t b o o t c d b o o t r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t c d u s r s r c l i n u x r o o t l o c a l h o s t l i n u x l s r o o t l o c a l h o s t l i n u x c ps y s t e m m a p b o o t s y s t e m m a p 2 4 1 6 r o o t l o c a l h o s t l i n u x c d b o o t r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t 下面修改 b o o t 下的两个链接 S y s t e m m a p 和 v m l i n u z 使其指向新内核的文 件 r o o t l o c a l h o s t l i n u x c d b o o t r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t l n s v m l i n u z 2 4 1 6v m l i n u z I n v m l i n u z F i l e e x i s t s r o o t l o c a l h o s t b o o t c d b o o t r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t r mv m l i n u z r ms y s t e m m a p r m r e m o v e s y m b o l i c l i n k v m l i n u z y r m r e m o v e s y m b o l i c l i n k s y s t e m m a p y r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t l n s s y s t e m m a p 2 4 1 6s y s t e m m a p r o o t l o c a l h o s t b o o t l n s v m l i n u z 2 4 1 6v m l i n u z r o o t l o c a l h o s t b o o t l s r o o t l o c a l h o s t b o o t 接下来修改启动引导器 G R U B r o o t l o c a l h o s t g r u b c d b o o t g r u b r o o t l o c a l h o s t g r u b l s d e v i c e m a pf a t s t a g e 1 5g r u b c o n f m e n u l s tr e i s e r f s s t a g e 1 5 e 2 f s s t a g e 1 5 f f s s t a g e 1 5j f s s t a g e 1 5m i n i x s t a g e 1 5s p l a s h x p m g z r o o t l o c a l h o s t g r u b v i mg r u b c o n f 添加内容 d e f a u l t 0 t i m e o u t 1 0 s p l a s h i m a g e h d 0 2 b o o t g r u b s p l a s h x p m g z t i t l e R e dH a t L i n u x 2 4 2 0 8 r o o t h d 0 2 k e r n e l b o o t v m l i n u z 2 4 2 0 8r o r o o t L A B E L i n i t r d b o o t i n i t r d 2 4 2 0 8 i m g t i t l e D O S r o o t n o v e r i f y h d 0 0 c h a i n l o a d e r 1 t i t l e n k r o o t h d 0 2 k e r n e l b o o t v m l i n u z 2 4 1 6r o r o o t i n i t r d b o o t i n i t r d 2 4 2 0 8 i m g 添加完毕之后再重启 就可以在 G R U B的引导界面看到新 添加的项目 n k 2 4 1 6 了 3 结束语 L i n u x 操作系统近年来的飞速发展 而内核又是一个操作系 统的基本问题 因此对内核的编译部分进行了介绍 学习这些知 识 可以对计算机有一个较为整体的认识 特别是对计算机硬件 与软件如何配合工作等一些操作系统的底层知识有较深刻的认 识 参考文献 1 徐德民著 操作系统原理 L i n u x 篇 M 国防工业出版社 2 0 0 4 1 2 崔永贞 焦克莹 小型系统应用中的 L i n u x 内核定制 J 福建电脑 2 0 0 5 1 2 4 0 3 7 洗工作的效率是流水线工作顺畅的关键 4 数据清洗模型中的插件设计 数据清洗在数据集成系统中必须提供各种形式的转换功 能 但是事先无法预测用户会对数据进行怎么的转换 所以我们 只能提供一些普通的转换函数 系统预定义的转换函数 对于 用户或者特殊行业的数据转换 只能交给用户在实际运用中自 己定义那些转换函数 很多国外工具使用 V B脚本实现这块功 能 但是脚本的编写需要熟练的编程能 而且脚本的解释执行是 一个非常复杂的课题 为了降低对用户的要求和本研究的设计 难度 这块特殊数据转换功能利用插件的技术来解决 插件实际 上就是动态链接库 其接口函数应符合宿主应用程序插件接口 声明 并在宿主应用程序启动过程中加载这些插件 6 接口将根 据实际需要来定义 因此必须先定义数据清洗插件的接口规范 有了数据缓冲模型的支持 插件接口的规范比较简单 在数 据缓冲中为了统一数据处理形式 把源数据的所有格式都转换 成统一的字符串格式 所以插件的唯一工作就是按照用户的要 求对字符串进行处理 即插件接收一个字符串 然后进行处理 最后返回一个转换后的字符串 v o i dp r o c N a m e c h a r p a r a m 式 1 从 式 1 中看出 这个插件接口只需一个字符串实参 p a r a m p a r a m代表的是需要转换的数据 而数据转换后的值通过形式 参数 p a r a m返回 用户只需按照这个接口规范设计一个动态链 接库 并把这个动态链接库的后缀改成 p l g 然后发布到系统工 程的特定目录下 系统下次启动的时候就可以加载用户定义的 插件 并把这些函数的名字和说明放入元数据库中 以供用户定 义 E T L 规则之用 有了插件以后 整个数据清洗流程就可以利用 分层 的设 计方法 简化整个数据清洗的规则执行设计 前面的处理层为后 面的处理层提供相对 干净 的数据 后面的处理层基于前面成 果做进步清洗 其结构示意如图 3 图 3 中根据用户定义的插件个数 可以插入多个特殊转换 层 这就好比纯净水按照工艺的要求 可以在水净化过程中放置 任意个不同的净化处理层 进行层层过滤处理 图 3数据清洗的层次结构 5 结论 经过测试 在数据清洗线程设置恰当的情况下 可以得到很 高的数据转换效率 当源数据库和目标数据库在不同服务器上 的情况下 普通配置的机器效率可以达到 5 0