Linux内核定制及编译方法

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，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（#makemenuconfig)：,内核配置主要选项及功能：1.Codematurityleveloptions(代码成熟度)Promptfordevelopmentand/orincompletecode/drivers使用尚在开发中或尚未完成的代码与驱动程序。,2.Generalsetup(常规设置)1)Localversion-appendtokernelrelease在内核版本后面加上自定义的版本标识(如直接输入:test)。2)Automaticallyappendversioninformationtotheversionstring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)Supportforpagingofanonymousmemory(swap)内核使用交换分区或者交换文件作为虚拟内存。4)SystemVIPC支持SystemV的进程间通信(IPC)，许多程序需要这个功能。,5)POSIXMessageQueuesPOSIX消息队列。6)BSDProcessAccounting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)Exporttask/processstatisticsthroughnetlink(EXPERIMENTAL)通过netlink接口向用户空间导出任务/进程的统计信息。8)UTSNamespaces支持UTS名字空间。9)Auditingsupport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进行审计。,10)Kernel.configsupport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)Createdeprecatedsysfsfiles创建过时的sysfs文件系统。12)Kernel-userspacerelaysupport(formerlyrelayfs)提供从内核空间向用户空间传递大量数据的接口。13)InitialRAMfilesystemandRAMdisk(initramfs/initrd)support支持内存文件系统(initramfs/initrd)。14)Optimizeforsize(Lookoutforbrokencompilers!)编译时优化内核尺寸。15)Configurestandardkernelfeatures(forsmallsystems)配置标准的内核特性(面向小型系统)。,3.Loadablemodulesupport(可加载模块支持)1）Enableloadablemodulesupport打开可加载模块支持，如果打开它则必须通过“makemodules_install”把内核模块安装在/lib/modules/目录下。2）Moduleunloading允许卸载已经加载的模块。3）Forcedmoduleunloading允许强制卸载正在使用中的模块。4）Moduleversioningsupport允许使用其他内核版本的模块。5）Sourcechecksumforallmodules为所有的模块校验源码。6）Automatickernelmoduleloading允许内核通过运行modprobe来自动加载所需要的模块。,4.Blocklayer(块设备层)1)SupportforLargeBlockDevices使用大于2TB的块设备时需要选择。2)Supportfortracingblockioactions块队列IO跟踪支持。3)SupportforLargeSingleFiles使用大于2TB的文件时需要。4)IOSchedulersIO调度器。,5.Processortypeandfeatures(CPU类型及特性)1)TicklessSystem(DynamicTicks)支持动态时钟。2)HighResolutionTimerSupport支持高解析度时钟。3)Symmetricmulti-processingsupport对称多处理器支持，如多个CPU或者使用的是多核CPU。4)SubarchitectureType处理器的子体系结构类型。,5)Paravirtualizationsupport(EXPERIMENTAL)支持同时运行双Linux系统。6)Processorfamily处理器系列，按照实际使用的CPU选择。7)Genericx86support通用x86支持。8)HPETTimerSupportHPET是替代8254芯片的新一代定时器。9)PreemptionModel内核抢占模式。10)LocalAPICsupportonuniprocessors支持多处理器APIC。,11)MachineCheckException让CPU检测到系统故障时通知内核。12)ToshibalaptopsupportToshiba笔记本模块支持。13)DelllaptopsupportDell笔记本模块支持。14)EnableX86boardspecificfixupsforreboot修正某些旧X86主板的bug。15)/dev/cpu/microcode-IntelIA32CPUmicrocodesupport支持IA32微代码，仅对Intel的CPU有效。16)/dev/cpu/*/msr-Model-specificregistersupport支持MSR（Model-SpecificRegister）寄存器。17)/dev/cpu/*/cpuid-CPUinformationsupport支持从/dev/cpu/x/cpuid获得CPU的唯一标识符(CPUID)。,18)FirmwareDrivers固件驱动程序。19)HighMemorySupport支持最高内存。20)Memorymodel内存模式。21)64bitMemoryandIOresources(EXPERIMENTAL)使用64位的内存和IO资源。22)Allocate3rd-levelpagetablesfromhighmem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)Mathemulation数学协处理器仿真。,24)MTRR(MemoryTypeRangeRegister)support提升PCI/AGP总线上的显卡2倍以上的速度。25)BootfromEFIsupportEFI是一种可代替传统BIOS的技术。26)Enableseccomptosafelycomputeuntrustedbytecode允许seccomp（快速计算）安全地运算非信任代码。27)Timerfrequency内核时钟频率。28)kexecsystemcallkexec系统调用。29)kernelcrashdumps产生内核崩溃转储。30)Buildarelocatablekernel(EXPERIMENTAL)建立内核的重定位信息。31)CompatVDSOsupport对VDSO(VirtualDynamically-linkedSharedObject)提供支持。,6.Powermanagementoptions(电源管理选项)1)PowerManagementsupport支持电源管理，包括APM和ACPI两种标准。2)CPUFrequencyscaling允许动态改变CPU主频，达到省电和降温的目的。,7.Busoptions(PCI,PCMCIA,EISA,MCA,ISA)(总线选项)1)PCIsupport支持PCI总线。2)ISAsupport支持ISA总线。3)MCAsupport支持微通道总线。4)NatSemiSCx200supportAMDGeode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)PCIHotplugSupport支持PCI的热插拔。,8.Executablefileformats(可执行文件格式)1)KernelsupportforELFbinariesELF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)Kernelsupportfora.outandECOFFbinaries早期UNIX系统的可执行文件格式。3)KernelsupportforMISCbinaries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)Networkingoptions网络选项。2)AmateurRadiosupport业余无线电支持。3)IrDA(infrared)subsystemsupport红外线支持，4)Bluetoothsubsystemsupport支持蓝牙技术5)GenericIEEE802.11NetworkingStack通用无线局域网(IEEE802.11系列协议)支持。,6)Enablefulldebuggingoutput支持全面的调试输出。7)IEEE802.11iCCMPsupport支持IEEE802.11iCCMP。8)IEEE802.11iTKIPencryption支持IEEE802.11iTKIP。9)SoftwareMACadd-ontotheIEEE802.11networkingstack支持MAC地址加入IEEE802.11网络堆栈。,10.DeviceDrivers（设备驱动程序）1)GenericDriverOptions通用驱动程序选项。2)Connector-unifieduserspacekernelspacelinker统一的用户空间和内核空间连接器。3)MemoryTechnologyDevices(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)Parallelportsupport打印机并口支持。5)PlugandPlaysupport即插即用支持。,6)Blockdevices支持块设备。7)Miscdevices支持其他杂项设备。8)ATA/ATAPI/MFM/RLLsupportIDE硬盘和ATAPI光驱。9)SCSIdevicesupport支持SCSI设备。10)SerialATAandParallelATAdrivers支持SATA与PATA磁盘设备。,11)Multi-devicesupport(RAIDandLVM)支持多磁盘设备(RAID和LVM)。12)FusionMPTdevicesupport支持FusionMPT设备。13)IEEE1394(FireWire)support支持IEEE1394。14)I2Odevicesupport支持I2O(智能IO)设备。,15)Macintoshdevicedrivers支持Macintosh系统设备。16)Networkdevicesupport支持网络设备。17)ISDNsubsystem支持综合业务数字网(ISDN，IntegratedServiceDigitalNetwork)。18)TelephonySupport支持VoIP。19)Inputdevicesupport支持输入设备。20)Characterdevices支持字符设备。21)I2Csupport支持I2C。可用于监控电压、风扇转速及温度等。22)SPIsupport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)Dallass1-wirebus一线总线。24)HardwareMonitoringsupport支持硬件监测。25)Multifunctiondevicedrivers支持多功能设备驱动。26)Multimediadevices支持多媒体设备。27)Graphicssupport图形设备/显卡支持。28)Sound支持声卡。29)HIDDevices支持HID设备。30)USBsupport支持USB。,31)MMC/SDCardsupport支持MMC/SD卡设备。32)LEDdevices支持LED设备。33)InfiniBandsupport支持InfiniBand设备。34)EDAC-errordetectionandreporting(RAS)(EXPERIMENTAL)支持错误检测和报告。35)RealTimeClock支持实时时钟。36)DMAEnginesupport支持DMA引擎。37)AuxiliaryDisplaysupport支持高级显示。KS0108LCDController：支持KS0108LCD显示。38)Virtualization支持虚拟技术。,11.FileSystems（文件系统）1)Secondextendedfssupport支持Ext2文件系统。2)Ext3journallingfilesystemsupport支持Ext3文件系统。3)Ext4dev/ext4extendedfssupportdevelopment(EXPERIMENTAL)支持Ext4文件系统。4)ReiserFSextendedattributes支持ReiserFS文件系统。5)JFSfilesystemsupport支持JFS文件系统。6)XFSfilesystemsupport支持XFS文件系统。7)GFS2filesystemsupport支持GFS2文件系统。,8)OCFS2filesystemsupport支持OCFS2文件系统。9)minixfssupport支持minix文件系统。10)ROMfilesystemsupport支持ROM文件系统。11)Inotifyfilechangenotificationsupport支持Inotify文件系统。12)Quotasupport支持Quota磁盘定额文件系统。13)Kernelautomountersupport支持内核自动挂载。14)Kernelautomounterversion4support(alsosupportsv3)支持内核第四版本自动挂载。15)FilesysteminUserspacesupport支持文件系统的用户空间。,16)CDROM/DVDFilesystemsCDROM/DVD文件系统。17)DOS/FAT/NTFilesystems支持DOS/FAT/NT文件系统。18)PseudoFilesystems支持Pseudo文件系统。19)MiscellaneousFilesystems支持其它文件系统。20)NetworkFilesystems支持网络文件系统。21)PartitionTypes支持分区类型。22)NativeLanguageSupport支持多国语言。23)DistributedLockManager分布式上锁管理。,12.InstrumentationSupport（分析支持）1)Profilingsupport(EXPERIMENTAL)支持Profiling系统评测。2)Kprobes(EXPERIMENTAL)支持Kprobes探测。,13.KernelHacking（内核探测）Showtiminginformationonprintks使用printk函数时显示时间。Enable_must_checklogic使用“必须检查”的逻辑。3)MagicSysRqkey支持SysRq键。4)Enableunused/obsoleteexportedsymbols支持输出标志。5)DebugFilesystem支持调试文件系统。6)Runmakeheaders_checkwhenbuildingvmlinux编译内核时，支持makeheaders_check。7)Kerneldebugging支持内核调试。,14.SecurityOptions（安全选项）1)Enableaccesskeyretentionsupport支持accesskey。2)Enabledifferentsecuritymodels支持各种安全模式。,15.CryptographicOptions（加密选项）1)CryptographicAPI支持加密API（应用程序接口）。,16.libraryRoutines（库例程）1)CRC-CCITTfunctions支持CRC-CCITT功能。2)CRC16functions支持CRC16功能。3)CRC32c(Castagnoli，etal)CyclicRedundancy-Check支持CRC32c检测。,Linux内核编译方法,