Linux內(nèi)核技術(shù)分析
[導(dǎo)讀]Linux內(nèi)核技術(shù)分析
一、內(nèi)核簡介
內(nèi)核，是一個操作系統(tǒng)的核心。它負責(zé)管理系統(tǒng)的進程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。
linux的一個重要的特點就是其源代碼的公開性，所有的內(nèi)核源程序都可以在 /usr/src/linux下找到，大部分應(yīng)用軟件也都是遵循GPL而設(shè)計的，你都可以獲取相應(yīng)的源程序代碼。全世界任何一個軟件工程師都可以將自己認為優(yōu)秀的代碼加入到其中，由此引發(fā)的一個明顯的好處就是Linux修補漏洞的快速以及對最新軟件技術(shù)的利用。而Linux的內(nèi)核則是這些特點的最直接的代表。
想象一下，擁有了內(nèi)核的源程序?qū)δ銇碚f意味著什么？首先，我們可以了解系統(tǒng)是如何工作的。通過通讀源代碼，我們就可以了解系統(tǒng)的工作原理，這在Windows下簡直是天方夜譚。其次，我們可以針對自己的情況，量體裁衣，定制適合自己的系統(tǒng)，這樣就需要重新編譯內(nèi)核。在Windows下是什么情況呢？相信很多人都被越來越龐大的Windows整得莫名其妙過。再次，我們可以對內(nèi)核進行修改，以符合自己的需要。這意味著什么？沒錯，相當(dāng)于自己開發(fā)了一個操作系統(tǒng)，但是大部分的工作已經(jīng)做好了，你所要做的就是要增加并實現(xiàn)自己需要的功能。在Windows下，除非你是微軟的核心技術(shù)人員，否則就不用癡心妄想了。
二、內(nèi)核版本號
由于linux的源程序是完全公開的，任何人只要遵循GPL，就可以對內(nèi)核加以修改并發(fā)布給他人使用。Linux的開發(fā)采用的是集市模型（bazaar，與cathedral--教堂模型--對應(yīng)），為了確保這些無序的開發(fā)過程能夠有序地進行，Linux采用了雙樹系統(tǒng)。一個樹是穩(wěn)定樹（stable tree），另一個樹是非穩(wěn)定樹（unstable tree）或者開發(fā)樹（development tree）。一些新特性、實驗性改進等都將首先在開發(fā)樹中進行。如果在開發(fā)樹中所做的改進也可以應(yīng)用于穩(wěn)定樹，那么在開發(fā)樹中經(jīng)過測試以后，在穩(wěn)定樹中將進行相同的改進。一旦開發(fā)樹經(jīng)過了足夠的發(fā)展，開發(fā)樹就會成為新的穩(wěn)定樹。開發(fā)數(shù)就體現(xiàn)在源程序的版本號中；源程序版本號的形式為x.y.z：對于穩(wěn)定樹來說，y是偶數(shù)；對于開發(fā)樹來說，y比相應(yīng)的穩(wěn)定樹大一（因此，是奇數(shù)）。到目前為止，穩(wěn)定樹的最高版本是2.4.18；開發(fā)樹的最新版本是2.5.10。下載內(nèi)核版本請訪問http://www.kernel.org。
三、為什么重新編譯內(nèi)核
linux作為一個自由軟件，在廣大愛好者的支持下，內(nèi)核版本不斷更新。新的內(nèi)核修訂了舊內(nèi)核的bug，并增加了許多新的特性。如果用戶想要使用這些新特性，或想根據(jù)自己的系統(tǒng)度身定制一個更高效，更穩(wěn)定的內(nèi)核，就需要重新編譯內(nèi)核。
通常，更新的內(nèi)核會支持更多的硬件，具備更好的進程管理能力，運行速度更快、 更穩(wěn)定，并且一般會修復(fù)老版本中發(fā)現(xiàn)的許多漏洞等，經(jīng)常性地選擇升級更新的系統(tǒng)內(nèi)核是 linux使用者的必要操作內(nèi)容。
為了正確的合理地設(shè)置內(nèi)核編譯配置選項，從而只編譯系統(tǒng)需要的功能的代碼，一般主要有下面四個考慮：
自己定制編譯的內(nèi)核運行更快（具有更少的代碼）
系統(tǒng)將擁有更多的內(nèi)存（內(nèi)核部分將不會被交換到虛擬內(nèi)存中）
不需要的功能編譯進入內(nèi)核可能會增加被系統(tǒng)攻擊者利用的漏洞
將某種功能編譯為模塊方式會比編譯到內(nèi)核內(nèi)的方式速度要慢一些
四、內(nèi)核編譯模式
要增加對某部分功能的支持，比如網(wǎng)絡(luò)之類，可以把相應(yīng)部分編譯到內(nèi)核中（build-in），也可以把該部分編譯成模塊（module），動態(tài)調(diào)用。如果編譯到內(nèi)核中，在內(nèi)核啟動時就可以自動支持相應(yīng)部分的功能，這樣的優(yōu)點是方便、速度快，機器一啟動，你就可以使用這部分功能了；缺點是會使內(nèi)核變得龐大起來，不管你是否需要這部分功能，它都會存在，這就是Windows慣用的招數(shù)，建議經(jīng)常使用的部分直接編譯到內(nèi)核中，比如網(wǎng)卡。如果編譯成模塊，就會生成對應(yīng)的.o文件，在使用的時候可以動態(tài)加載，優(yōu)點是不會使內(nèi)核過分龐大，缺點是你得自己來調(diào)用這些模塊。
五、新版本內(nèi)核的獲取和更新
linux內(nèi)核版本發(fā)布的官方網(wǎng)站是http://www.kernel.org。新版本的內(nèi)核分兩種，一種是full Source版本，另外一種是patch文件，即補丁。完整的內(nèi)核版本比較大，一般是 tar.gz或者是.bz2文件，二者分別是使用gzip或者bzip2進行壓縮的文件，使用時需要解壓縮。patch文件則比較小，一般只有幾十K到幾百K,但是patch文件是針對于特定的版本的，你需要找到自己對應(yīng)的版本才能使用。
編譯內(nèi)核需要root權(quán)限，以下操作都假定你是root用戶。請把你需要升級的內(nèi)核拷貝到/usr/src/下（下文中以2.4.18的內(nèi)核的linux-2.4.18.tar.gz為例），命令為
#cp linux-2.4.18.tar.gz /usr/src
讓我們先來查看一下當(dāng)前/usr/src的內(nèi)容，注意到有一個linux-2.4的符號鏈接，指向一個linux-2.4.7-10（以REDHAT7.2為例）的目錄。這就是你所裝linux的kernel源代碼，刪除這個鏈接。
現(xiàn)在解壓我們下載的源程序文件。如果所下載的是.tar.gz（.tgz）文件，請使用下面的命令：
#tar -zxvf linux-2.4.18.tar.gz.tar.gz
如果你所下載的是.bz2文件，例如linux-2.4.0test8.tar.bz2，請使用下面的命令
#bzip2 -d linux-2.4.18.tar.bz2
#tar -xvf linux-2.4.18.tar
文件將解壓到/usr/src/linux目錄中,我們把它稍作修改：
#mv linux linux-2.4.18
#ln -s linux-2.4.18 linux
如果下載的是patch文件，就可以進行patch操作（下面假設(shè)patch-2.4.18已經(jīng)位于 /usr/src目錄下了，否則你需要先把該文件拷貝到/usr/src下）：
#patch -p0 < patch-2.4.18
六、內(nèi)核編譯
通常要運行的第一個命令是：
＃cd /usr/src/linux
＃make mrproper
該命令確保源代碼目錄下沒有不正確的.o文件以及文件的互相依賴。由于我們使用剛下載的完整的源程序包進行編譯，所以本步可以省略。而如果你多次使用了這些源程序編譯內(nèi)核，那么最好要先運行一下這個命令。
確保/usr/include/目錄下的asm、linux和scsi等鏈接是指向要升級的內(nèi)核源代碼的。它們分別鏈向源代碼目錄下的真正的、該計算機體系結(jié)構(gòu)（對于PC機來說，使用的體系結(jié)構(gòu)是i386）所需要的真正的include子目錄。如：asm指向/usr/src/linux/include/asm-i386 等。若沒有這些鏈接，就需要手工創(chuàng)建，按照下面的步驟進行：
# cd /usr/include/
# rm -r asm linux scsi
# ln -s /usr/src/linux/include/asm-i386 asm
# ln -s /usr/src/linux/include/linux linux
# ln -s /usr/src/linux/include/scsi scsi
這是配置非常重要的一部分。刪除掉/usr/include下的asm、linux和scsi鏈接后，再創(chuàng)建新的鏈接指向新內(nèi)核源代碼目錄下的同名的目錄。這些頭文件目錄包含著保證內(nèi)核在系統(tǒng)上正確編譯所需要的重要的頭文件。現(xiàn)在你應(yīng)該明白為什么我們上面又在/usr/src下 "多余"地創(chuàng)建了個名為linux的鏈接了吧？
接下來的內(nèi)核配置過程比較煩瑣，但是配置的適當(dāng)與否與日后linux的運行直接相關(guān)，有必要了解一下一些主要的且經(jīng)常用到的選項的設(shè)置。
配置內(nèi)核可以根據(jù)需要與愛好使用下面命令中的一個：
#make config（基于文本的最為傳統(tǒng)的配置界面，不推薦使用）
#make menuconfig（基于文本選單的配置界面，字符終端下推薦使用）
#make xconfig（基于圖形窗口模式的配置界面，Xwindow下推薦使用）
#make oldconfig（如果只想在原來內(nèi)核配置的基礎(chǔ)上修改一些小地方，會省去不少麻煩）
這三個命令中，make xconfig的界面最為友好，如果你可以使用Xwindow，那么就推薦你使用這個命令，界面如下：
如果你不能使用Xwindow，那么就使用make menuconfig好了。界面雖然比上面一個差點，總比make config的要好多了，下圖為make menuconfig的界面：
選擇相應(yīng)的配置時，有三種選擇，它們分別代表的含義如下：
Y－-將該功能編譯進內(nèi)核
N－-不將該功能編譯進內(nèi)核
M－-將該功能編譯成可以在需要時動態(tài)插入到內(nèi)核中的模塊
如果使用的是make xconfig，使用鼠標就可以選擇對應(yīng)的選項。如果使用的是 make menuconfig，則需要使用空格鍵進行選取。你會發(fā)現(xiàn)在每一個選項前都有個括號, 但有的是中括號有的是尖括號，還有一種圓括號。用空格鍵選擇時可以發(fā)現(xiàn)，中括號里要么是空，要么是"*"，而尖括號里可以是空，"*"和"M"。這表示前者對應(yīng)的項要么不要，要么編譯到內(nèi)核里；后者則多一樣選擇，可以編譯成模塊。而圓括號的內(nèi)容是要你在所提供的幾個選項中選擇一項。
在編譯內(nèi)核的過程中，最煩雜的事情就是這步配置工作了，很多新手都不清楚到底該如何選取這些選項。實際上在配置時，大部分選項可以使用其缺省值，只有小部分需要根據(jù)用戶不同的需要選擇。選擇的原則是將與內(nèi)核其它部分關(guān)系較遠且不經(jīng)常使用的部分功能代碼編譯成為可加載模塊，有利于減小內(nèi)核的長度，減小內(nèi)核消耗的內(nèi)存，簡化該功能相應(yīng)的環(huán)境改變時對內(nèi)核的影響；不需要的功能就不要選；與內(nèi)核關(guān)心緊密而且經(jīng)常使用的部分功能代碼直接編譯到內(nèi)核中。
至于選項，因為比較復(fù)雜，只是簡單做一介紹，編譯時應(yīng)視具體情況，參考幫助的內(nèi)容再加以選擇。
1. Code maturity level options
代碼成熟等級。此處只有一項：prompt for development and/or incomplete code/drivers，如果你要試驗現(xiàn)在仍處于實驗階段的功能，比如khttpd、IPv6等，就必須把該項選擇為Y了；否則可以把它選擇為N。
2. Loadable module support
對模塊的支持。這里面有三項：
Enable loadable module support：除非你準備把所有需要的內(nèi)容都編譯到內(nèi)核里面，否則該項應(yīng)該是必選的。
Set version inFORMation on all module symbols：可以不選它。
Kernel module loader：讓內(nèi)核在啟動時有自己裝入必需模塊的能力，建議選上。
3. Processor type and features
CPU類型。內(nèi)容蠻多的，不一一介紹了，有關(guān)的幾個如下：
Processor family：根據(jù)你自己的情況選擇CPU類型。
High Memory Support：大容量內(nèi)存的支持?？梢灾С值?G、64G，一般可以不選。
Math emulation：協(xié)處理器仿真。協(xié)處理器是在386時代的寵兒，現(xiàn)在早已不用了。
MTTR support：MTTR支持?？刹贿x。
Symmetric multi-processing support：對稱多處理支持。除非你富到有多個CPU，否則就不用選了。
4. General setup
這里是對最普通的一些屬性進行設(shè)置。這部分內(nèi)容非常多，一般使用缺省設(shè)置就可以了。下面介紹一下經(jīng)常使用的一些選項：
Networking support：網(wǎng)絡(luò)支持。必須，沒有網(wǎng)卡也建議你選上。
PCI support：PCI支持。如果使用了PCI的卡，當(dāng)然必選。
PCI access mode：PCI存取模式?？晒┻x擇的有BIOS、Direct和Any，選Any吧。
Support for hot-pluggabel devices：熱插拔設(shè)備支持。支持的不是太好，可不選。
PCMCIA/CardBus support：PCMCIA/CardBus支持。有PCMCIA就必選了。
System V IPC
BSD Process Accounting
Sysctl support：以上三項是有關(guān)進程處理/IPC調(diào)用的，主要就是System V和BSD兩種風(fēng)格。如果你不是使用BSD，就按照缺省吧。
Power Management support：電源管理支持。
Advanced Power Management BIOS support：高級電源管理BIOS支持。
5. Memory Technology Device（MTD）
MTD設(shè)備支持?？刹贿x。
6. Parallel port support
并口支持。如果不打算使用串口，就別選了。
7. Plug and Play configuration
即插即用支持。雖然linux對即插即用目前支持的不如Windows好，但是還是選上吧，這樣你可以拔下鼠標之類的體驗一下Linux下即插即用的感覺。
8. Block devices
塊設(shè)備支持。這個就得針對自己的情況來選了，簡單說明一下吧：
Normal PC floppy disk support：普通PC軟盤支持。這個應(yīng)該必選。
XT hard disk support：
Compaq SMART2 support：
Mulex DAC960/DAC1100 PCI RAID Controller support：RAID鏡像用的。
Loopback device support：
Network block device support：網(wǎng)絡(luò)塊設(shè)備支持。如果想訪問網(wǎng)上鄰居的東西，就選上。
Logical volume manager（LVM）support：邏輯卷管理支持。
Multiple devices driver support：多設(shè)備驅(qū)動支持。
RAM disk support：RAM盤支持。
9. Networking options
網(wǎng)絡(luò)選項。這里配置的是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。內(nèi)容太多了，不一一介紹了，自己看吧，如果你對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有所了解的話，應(yīng)該可以看懂的。如果懶得看，使用缺省選項（肯定要選中TCP/IP networking哦）就可以了。讓我們看看，TCP/IP、ATM、IPX、DECnet、Appletalk……支持的協(xié)議好多哦，IPv6也支持了，Qos and/or fair queueing（服務(wù)質(zhì)量公平調(diào)度）也支持了，還有kHTTPd，不過這些都還在實驗階段。
10. Telephony Support
電話支持。linux下可以支持電話卡，這樣你就可以在IP上使用普通的電話提供語音服務(wù)了。記住，電話卡可和modem沒有任何關(guān)系哦。
11. ATA/IDE/MFM/RLL support
這個是有關(guān)各種接口的硬盤/光驅(qū)/磁帶/軟盤支持的，內(nèi)容太多了，使用缺省的選項吧，如果你使用了比較特殊的設(shè)備，比如PCMCIA等，就到里面自己找相應(yīng)的選項吧。
12. SCSI support
SCSI設(shè)備的支持。我沒有SCSI的設(shè)備，所以根本就不用選，如果你用了SCSI的硬盤/光驅(qū)/磁帶等設(shè)備，自己找好了。
13. Fusion MPT device support
需要Fusion MPT兼容PCI適配器，不用選。
14. I2O device support
需要I2O接口適配器支持，在智能Input/Output（I2O）體系接口中使用。
15. Network device support
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持。上面選好協(xié)議了，現(xiàn)在該選設(shè)備了，可想而知，內(nèi)容肯定多得很。還好還好，里面大概分類了，有ARCnet設(shè)備、Ethernet（10 or 100 Mbit）、Ethernet（1000Mbit）、Wireless LAN（non-hamradio）、Token Ring device、Wan interfaces、PCMCIA network device support幾大類。我用的是10/100M的以太網(wǎng)，看來只需要選則這個了。還是10/100M的以太網(wǎng)設(shè)備熟悉，內(nèi)容雖然多，一眼就可以看到我所用的RealTeck RTL-8139 PCI Fast Ethernet Adapter support，為了免得麻煩，編譯到內(nèi)核里面好了，不選M了，選Y。耐心點，一般說來你都能找到自己用的網(wǎng)卡。如果沒有，你只好自己到廠商那里去要驅(qū)動了。
16. Amateur Radio support
配置業(yè)余無線廣播。
17. IrDA（infrared）support
紅外線支持。
18. ISDN subsystem
如果你使用ISDN上網(wǎng)，這個就必不可少了。
19. Old CD-ROM drivers（not SCSI、not IDE）
做的可真周到，原來那些非SCSI/IDE口的光驅(qū)誰還在用啊，自己選吧，用IDE的CD-ROM不用選。
20. Character devices
字符設(shè)備。這個內(nèi)容又太多了，先使用缺省設(shè)置，需要的話自己就修改。把大類介紹一下吧：
I2C support：I2C是Philips極力推動的微控制應(yīng)用中使用的低速串行總線協(xié)議。如果你要選擇下面的Video For linux，該項必選。
Mice：鼠標?，F(xiàn)在可以支持總線、串口、PS/2、C&T 82C710 mouse port、PC110 digitizer pad，自己根據(jù)需要選擇。
Joysticks：手柄。即使在linux下把手柄驅(qū)動起來意義也不是太大，游戲太少了。
Watchdog Cards：雖然稱為Cards，這個可以用純軟件來實現(xiàn)，當(dāng)然也有硬件的。如果你把這個選中，那么就會在你的/dev下創(chuàng)建一個名為watchdog的文件，它可以記錄你的系統(tǒng)的運行情況，一直到系統(tǒng)重新啟動的1分鐘左右。有了這個文件，你就可以恢復(fù)系統(tǒng)到重啟前的狀態(tài)了。
Video For linux：支持有關(guān)的音頻/視頻卡。
Ftape, the floppy tape device driver：
PCMCIA character device support：
21. File systems
文件系統(tǒng)。內(nèi)容又太多了，老法子，在缺省選項的基礎(chǔ)上進行修改。介紹以下幾項：
Quota support：Quota可以限制每個用戶可以使用的硬盤空間的上限，在多用戶共同使用一臺主機的情況中十分有效。
DOS FAT fs support：DOS FAT文件格式的支持，可以支持FAT16、FAT32。
ISO 9660 CD-ROM file system support：光盤使用的就是ISO 9660的文件格式。
NTFS file system support：ntfs是NT使用的文件格式。
/proc file system support：/proc文件系統(tǒng)是linux提供給用戶和系統(tǒng)進行交互的通道，建議選上，否則有些功能沒法正確執(zhí)行。
還有另外三個大類都歸到這兒了：Network File Systems（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）、Partition Types（分區(qū)類型）、Native Language Support（本地語言支持）。值得一提的是Network File Systems里面的兩種：NFS和SMB分別是linux和Windows相互以網(wǎng)絡(luò)鄰居的形式訪問對方所使用的文件系統(tǒng)，根據(jù)需要加以選擇。
22. Console drivers
控制臺驅(qū)動。一般使用VGA text console就可以了，標準的80*25的文本控制臺。
23. Sound
聲卡驅(qū)動。如果你能在列表中找到聲卡驅(qū)動那自然最好，否則就試試OSS了。
24. USB supprot
USB支持。很多USB設(shè)備，比如鼠標、調(diào)制解調(diào)器、打印機、掃描儀等，在linux都可以得到支持，根據(jù)需要自行選擇。
25. Kernel hacking
配置了這個，即使在系統(tǒng)崩潰時，你也可以進行一定的工作了。普通用戶是用不著這個功能的。
配置完后，存盤退出，當(dāng)然你也可以把現(xiàn)在的配置文件保存起來，這樣下次再配置的時候就省力氣了。
接下來是編譯，輸入以下命令。
#make dep
#make clean
#make bzImage或make zImage
#make modules
#make modules_install
#depmod -a
第一個命令make dep實際上讀取配置過程生成的配置文件，來創(chuàng)建對應(yīng)于配置的依賴關(guān)系樹，從而決定哪些需要編譯而那些不需要；第二命令make clean完成刪除前面步驟留下的文件，以避免出現(xiàn)一些錯誤；make zImage和make bzImage則實現(xiàn)完全編譯內(nèi)核，二者生成的內(nèi)核都是使用gzip壓縮的，只要使用一個就夠了，它們的區(qū)別在于使用make bzImage可以生成大一點的內(nèi)核。建議大家使用make bzImage命令。
后面三個命令只有在你進行配置的過程中，在回答Enable loadable module support (CONFIG_MODULES)時選了"Yes"才是必要的，make modules和make modules_install分別生成相應(yīng)的模塊和把模塊拷貝到需要的目錄中。
嚴格說來，depmod -a命令和編譯過程并沒有關(guān)系，它是生成模塊間的依賴關(guān)系，這樣你啟動新內(nèi)核之后，使用modprobe命令加載模塊時就能正確地定位模塊。
更新
經(jīng)過以上的步驟，我們終于得到了新版本的內(nèi)核。為了能夠使用新版本的內(nèi)核，我們還需要做一些改動：
#cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.18
#cp /usr/src/linux/arch/i386/bzImage /boot/vmlinuz-2.4.18
以上這兩個文件是我們剛才編譯時新生成的。下面修改/boot下的兩個鏈接System.map和vmlinuz，使其指向新內(nèi)核的文件：
#cd /boot;rm -f System.map vmlinuz
#ln -s vmlinuz-2.4.18 vmlinuz
#ln -s System.map-2.4.18 System.map
七、修改啟動管理器
如果用LILO，修改/etc/lilo.conf，添加以下項：
image=/boot/vmlinuz-2.4.18
label=linux240
read-only
root=/dev/hda2
其中root=/dev/hda2一行要根據(jù)需要自行加以修改。
運行：
#/sbin/lilo -v
確認對/etc/lilo.conf的編輯無誤，現(xiàn)在重新啟動系統(tǒng)：
#shutdown -r now
如果是用Grub啟動管理器，則添加如下幾項即可。
title Red Hat linux (2.4.18)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.4.18 ro root=/dev/hda2
Grub不需再次調(diào)用命令，自動生效。
重啟以后就可以用新內(nèi)核了。
內(nèi)核，是一個操作系統(tǒng)的核心。它負責(zé)管理系統(tǒng)的進程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。
linux的一個重要的特點就是其源代碼的公開性，所有的內(nèi)核源程序都可以在 /usr/src/linux下找到，大部分應(yīng)用軟件也都是遵循GPL而設(shè)計的，你都可以獲取相應(yīng)的源程序代碼。全世界任何一個軟件工程師都可以將自己認為優(yōu)秀的代碼加入到其中，由此引發(fā)的一個明顯的好處就是Linux修補漏洞的快速以及對最新軟件技術(shù)的利用。而Linux的內(nèi)核則是這些特點的最直接的代表。
想象一下，擁有了內(nèi)核的源程序?qū)δ銇碚f意味著什么？首先，我們可以了解系統(tǒng)是如何工作的。通過通讀源代碼，我們就可以了解系統(tǒng)的工作原理，這在Windows下簡直是天方夜譚。其次，我們可以針對自己的情況，量體裁衣，定制適合自己的系統(tǒng)，這樣就需要重新編譯內(nèi)核。在Windows下是什么情況呢？相信很多人都被越來越龐大的Windows整得莫名其妙過。再次，我們可以對內(nèi)核進行修改，以符合自己的需要。這意味著什么？沒錯，相當(dāng)于自己開發(fā)了一個操作系統(tǒng)，但是大部分的工作已經(jīng)做好了，你所要做的就是要增加并實現(xiàn)自己需要的功能。在Windows下，除非你是微軟的核心技術(shù)人員，否則就不用癡心妄想了。
二、內(nèi)核版本號
由于linux的源程序是完全公開的，任何人只要遵循GPL，就可以對內(nèi)核加以修改并發(fā)布給他人使用。Linux的開發(fā)采用的是集市模型（bazaar，與cathedral--教堂模型--對應(yīng)），為了確保這些無序的開發(fā)過程能夠有序地進行，Linux采用了雙樹系統(tǒng)。一個樹是穩(wěn)定樹（stable tree），另一個樹是非穩(wěn)定樹（unstable tree）或者開發(fā)樹（development tree）。一些新特性、實驗性改進等都將首先在開發(fā)樹中進行。如果在開發(fā)樹中所做的改進也可以應(yīng)用于穩(wěn)定樹，那么在開發(fā)樹中經(jīng)過測試以后，在穩(wěn)定樹中將進行相同的改進。一旦開發(fā)樹經(jīng)過了足夠的發(fā)展，開發(fā)樹就會成為新的穩(wěn)定樹。開發(fā)數(shù)就體現(xiàn)在源程序的版本號中；源程序版本號的形式為x.y.z：對于穩(wěn)定樹來說，y是偶數(shù)；對于開發(fā)樹來說，y比相應(yīng)的穩(wěn)定樹大一（因此，是奇數(shù)）。到目前為止，穩(wěn)定樹的最高版本是2.4.18；開發(fā)樹的最新版本是2.5.10。下載內(nèi)核版本請訪問http://www.kernel.org。
三、為什么重新編譯內(nèi)核
linux作為一個自由軟件，在廣大愛好者的支持下，內(nèi)核版本不斷更新。新的內(nèi)核修訂了舊內(nèi)核的bug，并增加了許多新的特性。如果用戶想要使用這些新特性，或想根據(jù)自己的系統(tǒng)度身定制一個更高效，更穩(wěn)定的內(nèi)核，就需要重新編譯內(nèi)核。
通常，更新的內(nèi)核會支持更多的硬件，具備更好的進程管理能力，運行速度更快、 更穩(wěn)定，并且一般會修復(fù)老版本中發(fā)現(xiàn)的許多漏洞等，經(jīng)常性地選擇升級更新的系統(tǒng)內(nèi)核是 linux使用者的必要操作內(nèi)容。
為了正確的合理地設(shè)置內(nèi)核編譯配置選項，從而只編譯系統(tǒng)需要的功能的代碼，一般主要有下面四個考慮：
自己定制編譯的內(nèi)核運行更快（具有更少的代碼）
系統(tǒng)將擁有更多的內(nèi)存（內(nèi)核部分將不會被交換到虛擬內(nèi)存中）
不需要的功能編譯進入內(nèi)核可能會增加被系統(tǒng)攻擊者利用的漏洞
將某種功能編譯為模塊方式會比編譯到內(nèi)核內(nèi)的方式速度要慢一些
四、內(nèi)核編譯模式
要增加對某部分功能的支持，比如網(wǎng)絡(luò)之類，可以把相應(yīng)部分編譯到內(nèi)核中（build-in），也可以把該部分編譯成模塊（module），動態(tài)調(diào)用。如果編譯到內(nèi)核中，在內(nèi)核啟動時就可以自動支持相應(yīng)部分的功能，這樣的優(yōu)點是方便、速度快，機器一啟動，你就可以使用這部分功能了；缺點是會使內(nèi)核變得龐大起來，不管你是否需要這部分功能，它都會存在，這就是Windows慣用的招數(shù)，建議經(jīng)常使用的部分直接編譯到內(nèi)核中，比如網(wǎng)卡。如果編譯成模塊，就會生成對應(yīng)的.o文件，在使用的時候可以動態(tài)加載，優(yōu)點是不會使內(nèi)核過分龐大，缺點是你得自己來調(diào)用這些模塊。
五、新版本內(nèi)核的獲取和更新
linux內(nèi)核版本發(fā)布的官方網(wǎng)站是http://www.kernel.org。新版本的內(nèi)核分兩種，一種是full Source版本，另外一種是patch文件，即補丁。完整的內(nèi)核版本比較大，一般是 tar.gz或者是.bz2文件，二者分別是使用gzip或者bzip2進行壓縮的文件，使用時需要解壓縮。patch文件則比較小，一般只有幾十K到幾百K,但是patch文件是針對于特定的版本的，你需要找到自己對應(yīng)的版本才能使用。
編譯內(nèi)核需要root權(quán)限，以下操作都假定你是root用戶。請把你需要升級的內(nèi)核拷貝到/usr/src/下（下文中以2.4.18的內(nèi)核的linux-2.4.18.tar.gz為例），命令為
#cp linux-2.4.18.tar.gz /usr/src
讓我們先來查看一下當(dāng)前/usr/src的內(nèi)容，注意到有一個linux-2.4的符號鏈接，指向一個linux-2.4.7-10（以REDHAT7.2為例）的目錄。這就是你所裝linux的kernel源代碼，刪除這個鏈接。
現(xiàn)在解壓我們下載的源程序文件。如果所下載的是.tar.gz（.tgz）文件，請使用下面的命令：
#tar -zxvf linux-2.4.18.tar.gz.tar.gz
如果你所下載的是.bz2文件，例如linux-2.4.0test8.tar.bz2，請使用下面的命令
#bzip2 -d linux-2.4.18.tar.bz2
#tar -xvf linux-2.4.18.tar
文件將解壓到/usr/src/linux目錄中,我們把它稍作修改：
#mv linux linux-2.4.18
#ln -s linux-2.4.18 linux
如果下載的是patch文件，就可以進行patch操作（下面假設(shè)patch-2.4.18已經(jīng)位于 /usr/src目錄下了，否則你需要先把該文件拷貝到/usr/src下）：
#patch -p0 < patch-2.4.18
六、內(nèi)核編譯
通常要運行的第一個命令是：
＃cd /usr/src/linux
＃make mrproper
該命令確保源代碼目錄下沒有不正確的.o文件以及文件的互相依賴。由于我們使用剛下載的完整的源程序包進行編譯，所以本步可以省略。而如果你多次使用了這些源程序編譯內(nèi)核，那么最好要先運行一下這個命令。
確保/usr/include/目錄下的asm、linux和scsi等鏈接是指向要升級的內(nèi)核源代碼的。它們分別鏈向源代碼目錄下的真正的、該計算機體系結(jié)構(gòu)（對于PC機來說，使用的體系結(jié)構(gòu)是i386）所需要的真正的include子目錄。如：asm指向/usr/src/linux/include/asm-i386 等。若沒有這些鏈接，就需要手工創(chuàng)建，按照下面的步驟進行：
# cd /usr/include/
# rm -r asm linux scsi
# ln -s /usr/src/linux/include/asm-i386 asm
# ln -s /usr/src/linux/include/linux linux
# ln -s /usr/src/linux/include/scsi scsi
這是配置非常重要的一部分。刪除掉/usr/include下的asm、linux和scsi鏈接后，再創(chuàng)建新的鏈接指向新內(nèi)核源代碼目錄下的同名的目錄。這些頭文件目錄包含著保證內(nèi)核在系統(tǒng)上正確編譯所需要的重要的頭文件。現(xiàn)在你應(yīng)該明白為什么我們上面又在/usr/src下 "多余"地創(chuàng)建了個名為linux的鏈接了吧？
接下來的內(nèi)核配置過程比較煩瑣，但是配置的適當(dāng)與否與日后linux的運行直接相關(guān)，有必要了解一下一些主要的且經(jīng)常用到的選項的設(shè)置。
配置內(nèi)核可以根據(jù)需要與愛好使用下面命令中的一個：
#make config（基于文本的最為傳統(tǒng)的配置界面，不推薦使用）
#make menuconfig（基于文本選單的配置界面，字符終端下推薦使用）
#make xconfig（基于圖形窗口模式的配置界面，Xwindow下推薦使用）
#make oldconfig（如果只想在原來內(nèi)核配置的基礎(chǔ)上修改一些小地方，會省去不少麻煩）
這三個命令中，make xconfig的界面最為友好，如果你可以使用Xwindow，那么就推薦你使用這個命令，界面如下：
如果你不能使用Xwindow，那么就使用make menuconfig好了。界面雖然比上面一個差點，總比make config的要好多了，下圖為make menuconfig的界面：
選擇相應(yīng)的配置時，有三種選擇，它們分別代表的含義如下：
Y－-將該功能編譯進內(nèi)核
N－-不將該功能編譯進內(nèi)核
M－-將該功能編譯成可以在需要時動態(tài)插入到內(nèi)核中的模塊
如果使用的是make xconfig，使用鼠標就可以選擇對應(yīng)的選項。如果使用的是 make menuconfig，則需要使用空格鍵進行選取。你會發(fā)現(xiàn)在每一個選項前都有個括號, 但有的是中括號有的是尖括號，還有一種圓括號。用空格鍵選擇時可以發(fā)現(xiàn)，中括號里要么是空，要么是"*"，而尖括號里可以是空，"*"和"M"。這表示前者對應(yīng)的項要么不要，要么編譯到內(nèi)核里；后者則多一樣選擇，可以編譯成模塊。而圓括號的內(nèi)容是要你在所提供的幾個選項中選擇一項。
在編譯內(nèi)核的過程中，最煩雜的事情就是這步配置工作了，很多新手都不清楚到底該如何選取這些選項。實際上在配置時，大部分選項可以使用其缺省值，只有小部分需要根據(jù)用戶不同的需要選擇。選擇的原則是將與內(nèi)核其它部分關(guān)系較遠且不經(jīng)常使用的部分功能代碼編譯成為可加載模塊，有利于減小內(nèi)核的長度，減小內(nèi)核消耗的內(nèi)存，簡化該功能相應(yīng)的環(huán)境改變時對內(nèi)核的影響；不需要的功能就不要選；與內(nèi)核關(guān)心緊密而且經(jīng)常使用的部分功能代碼直接編譯到內(nèi)核中。
至于選項，因為比較復(fù)雜，只是簡單做一介紹，編譯時應(yīng)視具體情況，參考幫助的內(nèi)容再加以選擇。
1. Code maturity level options
代碼成熟等級。此處只有一項：prompt for development and/or incomplete code/drivers，如果你要試驗現(xiàn)在仍處于實驗階段的功能，比如khttpd、IPv6等，就必須把該項選擇為Y了；否則可以把它選擇為N。
2. Loadable module support
對模塊的支持。這里面有三項：
Enable loadable module support：除非你準備把所有需要的內(nèi)容都編譯到內(nèi)核里面，否則該項應(yīng)該是必選的。
Set version inFORMation on all module symbols：可以不選它。
Kernel module loader：讓內(nèi)核在啟動時有自己裝入必需模塊的能力，建議選上。
3. Processor type and features
CPU類型。內(nèi)容蠻多的，不一一介紹了，有關(guān)的幾個如下：
Processor family：根據(jù)你自己的情況選擇CPU類型。
High Memory Support：大容量內(nèi)存的支持?？梢灾С值?G、64G，一般可以不選。
Math emulation：協(xié)處理器仿真。協(xié)處理器是在386時代的寵兒，現(xiàn)在早已不用了。
MTTR support：MTTR支持?？刹贿x。
Symmetric multi-processing support：對稱多處理支持。除非你富到有多個CPU，否則就不用選了。
4. General setup
這里是對最普通的一些屬性進行設(shè)置。這部分內(nèi)容非常多，一般使用缺省設(shè)置就可以了。下面介紹一下經(jīng)常使用的一些選項：
Networking support：網(wǎng)絡(luò)支持。必須，沒有網(wǎng)卡也建議你選上。
PCI support：PCI支持。如果使用了PCI的卡，當(dāng)然必選。
PCI access mode：PCI存取模式?？晒┻x擇的有BIOS、Direct和Any，選Any吧。
Support for hot-pluggabel devices：熱插拔設(shè)備支持。支持的不是太好，可不選。
PCMCIA/CardBus support：PCMCIA/CardBus支持。有PCMCIA就必選了。
System V IPC
BSD Process Accounting
Sysctl support：以上三項是有關(guān)進程處理/IPC調(diào)用的，主要就是System V和BSD兩種風(fēng)格。如果你不是使用BSD，就按照缺省吧。
Power Management support：電源管理支持。
Advanced Power Management BIOS support：高級電源管理BIOS支持。
5. Memory Technology Device（MTD）
MTD設(shè)備支持?？刹贿x。
6. Parallel port support
并口支持。如果不打算使用串口，就別選了。
7. Plug and Play configuration
即插即用支持。雖然linux對即插即用目前支持的不如Windows好，但是還是選上吧，這樣你可以拔下鼠標之類的體驗一下Linux下即插即用的感覺。
8. Block devices
塊設(shè)備支持。這個就得針對自己的情況來選了，簡單說明一下吧：
Normal PC floppy disk support：普通PC軟盤支持。這個應(yīng)該必選。
XT hard disk support：
Compaq SMART2 support：
Mulex DAC960/DAC1100 PCI RAID Controller support：RAID鏡像用的。
Loopback device support：
Network block device support：網(wǎng)絡(luò)塊設(shè)備支持。如果想訪問網(wǎng)上鄰居的東西，就選上。
Logical volume manager（LVM）support：邏輯卷管理支持。
Multiple devices driver support：多設(shè)備驅(qū)動支持。
RAM disk support：RAM盤支持。
9. Networking options
網(wǎng)絡(luò)選項。這里配置的是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。內(nèi)容太多了，不一一介紹了，自己看吧，如果你對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有所了解的話，應(yīng)該可以看懂的。如果懶得看，使用缺省選項（肯定要選中TCP/IP networking哦）就可以了。讓我們看看，TCP/IP、ATM、IPX、DECnet、Appletalk……支持的協(xié)議好多哦，IPv6也支持了，Qos and/or fair queueing（服務(wù)質(zhì)量公平調(diào)度）也支持了，還有kHTTPd，不過這些都還在實驗階段。
10. Telephony Support
電話支持。linux下可以支持電話卡，這樣你就可以在IP上使用普通的電話提供語音服務(wù)了。記住，電話卡可和modem沒有任何關(guān)系哦。
11. ATA/IDE/MFM/RLL support
這個是有關(guān)各種接口的硬盤/光驅(qū)/磁帶/軟盤支持的，內(nèi)容太多了，使用缺省的選項吧，如果你使用了比較特殊的設(shè)備，比如PCMCIA等，就到里面自己找相應(yīng)的選項吧。
12. SCSI support
SCSI設(shè)備的支持。我沒有SCSI的設(shè)備，所以根本就不用選，如果你用了SCSI的硬盤/光驅(qū)/磁帶等設(shè)備，自己找好了。
13. Fusion MPT device support
需要Fusion MPT兼容PCI適配器，不用選。
14. I2O device support
需要I2O接口適配器支持，在智能Input/Output（I2O）體系接口中使用。
15. Network device support
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持。上面選好協(xié)議了，現(xiàn)在該選設(shè)備了，可想而知，內(nèi)容肯定多得很。還好還好，里面大概分類了，有ARCnet設(shè)備、Ethernet（10 or 100 Mbit）、Ethernet（1000Mbit）、Wireless LAN（non-hamradio）、Token Ring device、Wan interfaces、PCMCIA network device support幾大類。我用的是10/100M的以太網(wǎng)，看來只需要選則這個了。還是10/100M的以太網(wǎng)設(shè)備熟悉，內(nèi)容雖然多，一眼就可以看到我所用的RealTeck RTL-8139 PCI Fast Ethernet Adapter support，為了免得麻煩，編譯到內(nèi)核里面好了，不選M了，選Y。耐心點，一般說來你都能找到自己用的網(wǎng)卡。如果沒有，你只好自己到廠商那里去要驅(qū)動了。
16. Amateur Radio support
配置業(yè)余無線廣播。
17. IrDA（infrared）support
紅外線支持。
18. ISDN subsystem
如果你使用ISDN上網(wǎng)，這個就必不可少了。
19. Old CD-ROM drivers（not SCSI、not IDE）
做的可真周到，原來那些非SCSI/IDE口的光驅(qū)誰還在用啊，自己選吧，用IDE的CD-ROM不用選。
20. Character devices
字符設(shè)備。這個內(nèi)容又太多了，先使用缺省設(shè)置，需要的話自己就修改。把大類介紹一下吧：
I2C support：I2C是Philips極力推動的微控制應(yīng)用中使用的低速串行總線協(xié)議。如果你要選擇下面的Video For linux，該項必選。
Mice：鼠標?，F(xiàn)在可以支持總線、串口、PS/2、C&T 82C710 mouse port、PC110 digitizer pad，自己根據(jù)需要選擇。
Joysticks：手柄。即使在linux下把手柄驅(qū)動起來意義也不是太大，游戲太少了。
Watchdog Cards：雖然稱為Cards，這個可以用純軟件來實現(xiàn)，當(dāng)然也有硬件的。如果你把這個選中，那么就會在你的/dev下創(chuàng)建一個名為watchdog的文件，它可以記錄你的系統(tǒng)的運行情況，一直到系統(tǒng)重新啟動的1分鐘左右。有了這個文件，你就可以恢復(fù)系統(tǒng)到重啟前的狀態(tài)了。
Video For linux：支持有關(guān)的音頻/視頻卡。
Ftape, the floppy tape device driver：
PCMCIA character device support：
21. File systems
文件系統(tǒng)。內(nèi)容又太多了，老法子，在缺省選項的基礎(chǔ)上進行修改。介紹以下幾項：
Quota support：Quota可以限制每個用戶可以使用的硬盤空間的上限，在多用戶共同使用一臺主機的情況中十分有效。
DOS FAT fs support：DOS FAT文件格式的支持，可以支持FAT16、FAT32。
ISO 9660 CD-ROM file system support：光盤使用的就是ISO 9660的文件格式。
NTFS file system support：ntfs是NT使用的文件格式。
/proc file system support：/proc文件系統(tǒng)是linux提供給用戶和系統(tǒng)進行交互的通道，建議選上，否則有些功能沒法正確執(zhí)行。
還有另外三個大類都歸到這兒了：Network File Systems（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）、Partition Types（分區(qū)類型）、Native Language Support（本地語言支持）。值得一提的是Network File Systems里面的兩種：NFS和SMB分別是linux和Windows相互以網(wǎng)絡(luò)鄰居的形式訪問對方所使用的文件系統(tǒng)，根據(jù)需要加以選擇。
22. Console drivers
控制臺驅(qū)動。一般使用VGA text console就可以了，標準的80*25的文本控制臺。
23. Sound
聲卡驅(qū)動。如果你能在列表中找到聲卡驅(qū)動那自然最好，否則就試試OSS了。
24. USB supprot
USB支持。很多USB設(shè)備，比如鼠標、調(diào)制解調(diào)器、打印機、掃描儀等，在linux都可以得到支持，根據(jù)需要自行選擇。
25. Kernel hacking
配置了這個，即使在系統(tǒng)崩潰時，你也可以進行一定的工作了。普通用戶是用不著這個功能的。
配置完后，存盤退出，當(dāng)然你也可以把現(xiàn)在的配置文件保存起來，這樣下次再配置的時候就省力氣了。
接下來是編譯，輸入以下命令。
#make dep
#make clean
#make bzImage或make zImage
#make modules
#make modules_install
#depmod -a
第一個命令make dep實際上讀取配置過程生成的配置文件，來創(chuàng)建對應(yīng)于配置的依賴關(guān)系樹，從而決定哪些需要編譯而那些不需要；第二命令make clean完成刪除前面步驟留下的文件，以避免出現(xiàn)一些錯誤；make zImage和make bzImage則實現(xiàn)完全編譯內(nèi)核，二者生成的內(nèi)核都是使用gzip壓縮的，只要使用一個就夠了，它們的區(qū)別在于使用make bzImage可以生成大一點的內(nèi)核。建議大家使用make bzImage命令。
后面三個命令只有在你進行配置的過程中，在回答Enable loadable module support (CONFIG_MODULES)時選了"Yes"才是必要的，make modules和make modules_install分別生成相應(yīng)的模塊和把模塊拷貝到需要的目錄中。
嚴格說來，depmod -a命令和編譯過程并沒有關(guān)系，它是生成模塊間的依賴關(guān)系，這樣你啟動新內(nèi)核之后，使用modprobe命令加載模塊時就能正確地定位模塊。
更新
經(jīng)過以上的步驟，我們終于得到了新版本的內(nèi)核。為了能夠使用新版本的內(nèi)核，我們還需要做一些改動：
#cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.18
#cp /usr/src/linux/arch/i386/bzImage /boot/vmlinuz-2.4.18
以上這兩個文件是我們剛才編譯時新生成的。下面修改/boot下的兩個鏈接System.map和vmlinuz，使其指向新內(nèi)核的文件：
#cd /boot;rm -f System.map vmlinuz
#ln -s vmlinuz-2.4.18 vmlinuz
#ln -s System.map-2.4.18 System.map
七、修改啟動管理器
如果用LILO，修改/etc/lilo.conf，添加以下項：
image=/boot/vmlinuz-2.4.18
label=linux240
read-only
root=/dev/hda2
其中root=/dev/hda2一行要根據(jù)需要自行加以修改。
運行：
#/sbin/lilo -v
確認對/etc/lilo.conf的編輯無誤，現(xiàn)在重新啟動系統(tǒng)：
#shutdown -r now
如果是用Grub啟動管理器，則添加如下幾項即可。
title Red Hat linux (2.4.18)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.4.18 ro root=/dev/hda2
Grub不需再次調(diào)用命令，自動生效。
重啟以后就可以用新內(nèi)核了。
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