CentOS6.5升级内核到3.10.28

本文适用于CentOS 6.4, CentOS 6.5，估计也适用于其他Linux发行版。

1. 准备工作

确认内核及版本信息

[root@hostname ~]# uname -r
2.6.32-220.el6.x86_64
[root@hostname ~]# cat /etc/centos-release 
CentOS release 6.5 (Final)
 
  
 
  
 
  
 
  
 
  
安装软件
 
  
编译安装新内核，依赖于开发环境和开发库
 
  
# yum grouplist  //查看已经安装的和未安装的软件包组，来判断我们是否安装了相应的开发环境和开发库；
# yum groupinstall "Development Tools"  //一般是安装这两个软件包组，这样做会确定你拥有编译时所需的一切工具
# yum install ncurses-devel //你必须这样才能让 make *config 这个指令正确地执行
# yum install qt-devel //如果你没有 X 环境，这一条可以不用
# yum install hmaccalc zlib-devel binutils-devel elfutils-libelf-devel //创建 CentOS-6 内核时需要它们
 
  
 
  
 
  
 
  
如果当初安装系统是选择了Software workstation，上面的安装包几乎都已包含。
 
  
2. 编译内核
 
  
获取并解压内核源码，配置编译项
 
  
Linux内核版本有两种：稳定版和开发版 ，Linux内核版本号由3个数字组成：r.x.y
 
  
 
   
r: 主版本号
 
   
x: 次版本号，偶数表示稳定版本；奇数表示开发中版本。
 
   
y: 修订版本号 ， 表示修改的次数
 
  
 
  
去 http://www.kernel.org 首页，可以看到有stable, longterm等版本，longterm是比stable更稳定的版本，会长时间更新，因此我选择 3.10.58。
 
  
 
  
 
  
[root@sean ~]#wget  https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.10.28.tar.xz

[root@sean ~]# tar -xf linux-3.10.58.tar.xz -C /usr/src/
[root@sean ~]# cd /usr/src/linux-3.10.58/
[root@sean linux-3.10.58]# cp /boot/config-2.6.32-220.el6.x86_64 .config
 
  
 
   
  
我们在系统原有的内核配置文件的基础上建立新的编译选项，所以复制一份到当前目录下，命名为.config。接下来继续配置：
 
  
[root@sean linux-3.10.58]# sh -c 'yes "" | make oldconfig'
  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  SHIPPED scripts/kconfig/zconf.tab.c
  SHIPPED scripts/kconfig/zconf.lex.c
  SHIPPED scripts/kconfig/zconf.hash.c
  HOSTCC  scripts/kconfig/zconf.tab.o
  HOSTLD  scripts/kconfig/conf
scripts/kconfig/conf --oldconfig Kconfig
.config:555:warning: symbol value 'm' invalid for PCCARD_NONSTATIC
.config:2567:warning: symbol value 'm' invalid for MFD_WM8400
.config:2568:warning: symbol value 'm' invalid for MFD_WM831X
.config:2569:warning: symbol value 'm' invalid for MFD_WM8350
.config:2582:warning: symbol value 'm' invalid for MFD_WM8350_I2C
.config:2584:warning: symbol value 'm' invalid for AB3100_CORE
.config:3502:warning: symbol value 'm' invalid for MMC_RICOH_MMC
*
* Restart config...
*
*
* General setup
*
... ...
XZ decompressor tester (XZ_DEC_TEST) [N/m/y/?] (NEW) 
Averaging functions (AVERAGE) [Y/?] (NEW) y
CORDIC algorithm (CORDIC) [N/m/y/?] (NEW) 
JEDEC DDR data (DDR) [N/y/?] (NEW) 
#
# configuration written to .config
 
  
 
  
 
  
   make oldconfig会读取当前目录下的.config文件，在.config文件里没有找到的选项则提示用户填写，然后备份.config文件为.config.old，并生成新的.config文件，参考http://stackoverflow.com/questions/4178526/what-does-make-oldconfig-do-exactly-linux-kernel-makefile
 
  
有的文档里介绍使用make memuconfig，它便是根据需要定制模块，类似界面如下：（在此不需要）

 
  
开始编译
 
  
[root@sean linux-3.10.58]# make -j4 bzImage  //生成内核文件
[root@sean linux-3.10.58]# make -j4 modules  //编译模块
[root@sean linux-3.10.58]# make -j4 modules_install  //编译安装模块
 
  
 
  
-j后面的数字是线程数，用于加快编译速度，一般的经验是，逻辑CPU，就填写那个数字，例如有8核，则为-j8。（modules部分耗时30多分钟）
 
  
安装
 
  
[root@sean linux-3.10.58]# make install
 实际运行到这一步时，出现ERROR: modinfo: could not find module vmware_balloon，但是不影响内核安装，是由于vsphere需要的模块没有编译，要避免这个问题，需要在make之前时修改.config文件，加入
 HYPERVISOR_GUEST=yCONFIG_VMWARE_BALLOON=m
 （这一部分比较容易出问题，参考下文异常部分）
 
  
修改grub引导，重启
 
  
安装完成后，需要修改Grub引导顺序，让新安装的内核作为默认内核。
 编辑 grub.conf文件，
 
  
vi /etc/grub.conf
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title CentOS (3.10.58)
    root (hd0,0)
...
 
  
 
  
 
  
 
  
数一下刚刚新安装的内核在哪个位置，从0开始，然后设置default为那个数字，一般新安装的内核在第一个位置，所以设置default=0。
 重启reboot：
 
  
确认当内核版本
 
  
[root@sean ~]# uname -r
3.10.58
 
  
 
  
升级内核成功!
 
  
3. 异常
 
  
编译失败（如缺少依赖包）
 
  
可以先清除，再重新编译：
 
  
# make mrproper         #完成或者安装过程出错，可以清理上次编译的现场
# make clean
 
  
 
  
在vmware虚拟机上编译，出现类似下面的错误
 
  
[root@sean linux-3.10.58]# make install 
sh /usr/src/linux-3.10.58/arch/x86/boot/install.sh 3.10.58 arch/x86/boot/bzImage \
        System.map "/boot"
ERROR: modinfo: could not find module vmware_balloon
 
  
 
  
可以忽略，如果你有强迫症的话，尝试以下办法：
 要在vmware上需要安装VMWARE_BALLOON，可直接修改.config文件，但如果vi直接加入CONFIG_VMWARE_BALLOON=m依然是没有效果的，因为它依赖于HYPERVISOR_GUEST=y。如果你不知道这层依赖关系，通过make menuconfig后，Device Drivers -> MISC devices 下是找不到VMware Balloon Driver的。（手动vi .config修改HYPERVISOR_GUEST后，便可以找到这一项），另外，无论是通过make menuconfig或直接vi .config，最后都要运行sh -c 'yes "" | make oldconfig'一次得到最终的编译配置选项。
 然后，考虑到vmware_balloon可能在这个版本里已更名为vmw_balloon，通过下面的方法保险起见：
 
  
# cd /lib/modules/3.10.58/kernel/drivers/misc/
# ln -s vmw_balloon.ko vmware_balloon.ko #建立软连接
 
  
 
  
其实，针对安装docker的内核编译环境，最明智的选择是使用sciurus帮我们配置好的.config文件。
 也建议在make bzImage之前，运行脚本check-config.sh检查当前内核运行docker所缺失的模块。
 当提示缺少其他module时如NF_NAT_IPV4时，也可以通过上面的方法解决，然后重新编译。
 
  
4. 几个重要的Linux内核文件介绍
 
  
        在网络中，不少服务器采用的是Linux系统。为了进一步提高服务器的性能，可能需要根据特定的硬件及需求重新编译Linux内核。编译Linux内核，需要根据规定的步骤进行，编译内核过程中涉及到几个重要的文件。比如对于RedHat Linux，在/boot目录下有一些与Linux内核有关的文件，进入/boot执行：ls –l。编译过RedHat Linux内核的人对其中的System.map 、vmlinuz、initrd-2.4.7-10.img印象可能比较深刻，因为编译内核过程中涉及到这些文件的建立等操作。那么这几个文件是怎么产生的？又有什么作用呢？
 
  
（1）vmlinuz
 
  
vmlinuz是可引导的、压缩的内核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虚拟内存，不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存，因此得名“vm”。vmlinuz是可执行的Linux内核，它位于/boot/vmlinuz，它一般是一个软链接。
 
  
vmlinuz的建立有两种方式。
 
  
一是编译内核时通过“make zImage”创建，然后通过：“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/zImage /boot/vmlinuz”产生。zImage适用于小内核的情况，它的存在是为了向后的兼容性。
 
  
二是内核编译时通过命令make bzImage创建，然后通过：“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/bzImage /boot/vmlinuz”产生。
 
  
bzImage是压缩的内核映像，需要注意，bzImage不是用bzip2压缩的，bzImage中的bz容易引起误解，bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。
 
  
zImage（vmlinuz）和bzImage（vmlinuz）都是用gzip压缩的。它们不仅是一个压缩文件，而且在这两个文件的开头部分内嵌有gzip解压缩代码。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。
 
  
内核文件中包含一个微型的gzip用于解压缩内核并引导它。两者的不同之处在于，老的zImage解压缩内核到低端内存（第一个640K），bzImage解压缩内核到高端内存（1M以上）。如果内核比较小，那么可以采用zImage 或bzImage之一，两种方式引导的系统运行时是相同的。大的内核采用bzImage，不能采用zImage。
 
  
vmlinux是未压缩的内核，vmlinuz是vmlinux的压缩文件。 
 
  
（2） initrd-x.x.x.img
 
  
initrd是“initial ramdisk”的简写。initrd一般被用来临时的引导硬件到实际内核vmlinuz能够接管并继续引导的状态。比如，使用的是scsi硬盘，而内核vmlinuz中并没有这个scsi硬件的驱动，那么在装入scsi模块之前，内核不能加载根文件系统，但scsi模块存储在根文件系统的/lib/modules下。为了解决这个问题，可以引导一个能够读实际内核的initrd内核并用initrd修正scsi引导问题。initrd-2.4.7-10.img是用gzip压缩的文件，下面来看一看这个文件的内容。
 
  
initrd实现加载一些模块和安装文件系统等。 
 
  
initrd映象文件是使用mkinitrd创建的。mkinitrd实用程序能够创建initrd映象文件。这个命令是RedHat专有的。其它Linux发行版或许有相应的命令。这是个很方便的实用程序。具体情况请看帮助：man mkinitrd
 
  
下面的命令创建initrd映象文件：
 
  
（3） System.map
 
  
System.map是一个特定内核的内核符号表。它是你当前运行的内核的System.map的链接。 
 
  
内核符号表是怎么创建的呢? System.map是由“nm vmlinux”产生并且不相关的符号被滤出。对于本文中的例子，编译内核时，System.map创建在/usr/src/linux-2.4/System.map。像下面这样：
 
  
nm /boot/vmlinux-2.4.7-10 > System.map 
 
  
下面几行来自/usr/src/linux-2.4/Makefile：
 
  
nm vmlinux | grep -v '(compiled)|(.o
 
  
 
   )|([aUw])|(..ng 
  
 )|(LASH[RL]DI)' | sort > System.map 
  
然后复制到/boot: 
 
  
cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.7-10 
 
  
在进行程序设计时，会命名一些变量名或函数名之类的符号。Linux内核是一个很复杂的代码块，有许许多多的全局符号。 
 
  
Linux内核不使用符号名，而是通过变量或函数的地址来识别变量或函数名。比如不是使用size_t BytesRead这样的符号，而是像c0343f20这样引用这个变量。
 
  
对于使用计算机的人来说，更喜欢使用那些像size_t BytesRead这样的名字，而不喜欢像c0343f20这样的名字。内核主要是用c写的，所以编译器/连接器允许我们编码时使用符号名，当内核运行时使用地址。
 
  
然而，在有的情况下，我们需要知道符号的地址，或者需要知道地址对应的符号。这由符号表来完成，符号表是所有符号连同它们的地址的列表。Linux 符号表使用到2个文件：/proc/ksyms和System.map。
 
  
/proc/ksyms是一个“proc file”，在内核引导时创建。实际上，它并不真正的是一个文件，它只不过是内核数据的表示，却给人们是一个磁盘文件的假象，这从它的文件大小是0可以看出来。然而，System.map是存在于你的文件系统上的实际文件。当你编译一个新内核时，各个符号名的地址要发生变化，你的老的System.map具有的是错误的符号信息。每次内核编译时产生一个新的System.map，你应当用新的System.map来取代老的System.map。
 
  
虽然内核本身并不真正使用System.map，但其它程序比如klogd， lsof和ps等软件需要一个正确的System.map。如果你使用错误的或没有System.map，klogd的输出将是不可靠的，这对于排除程序故障会带来困难。没有System.map，你可能会面临一些令人烦恼的提示信息。
 
  
另外少数驱动需要System.map来解析符号，没有为你当前运行的特定内核创建的System.map它们就不能正常工作。 
 
  
Linux的内核日志守护进程klogd为了执行名称-地址解析，klogd需要使用System.map。System.map应当放在使用它的软件能够找到它的地方。执行：man klogd可知，如果没有将System.map作为一个变量的位置给klogd，那么它将按照下面的顺序，在三个地方查找System.map：
 
  
/boot/System.map 
 
  
/System.map 
 
  
/usr/src/linux/System.map 
 
  
System.map也有版本信息，klogd能够智能地查找正确的映象（map）文件。
 
  
5. 参考资料
 
  
 
   
CentOS 6.5 升级内核到 3.10.28
 
   
Linux Kernel内核配置方式详解
 
   
How to upgrade the kernel on CentOS
 
   
CentOS 6.4 升级到 3.x Kernel
 
   
CentOS Linux 升级内核步骤和方法