20170903 系统启动与内核管理（二）

自制linux系统

/proc目录

/sys目录

内核编译

一、自制linux系统

分区并创建文件系统
fdisk /dev/sdb
设计成：/dev/sdb1对应/boot目录 /dev/sdb2对应根目录
mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkfs.ext4 /dev/sdb2
挂载boot
mkdir /mnt/boot：子目录必须为boot，grub-install安装时会自动寻找/boot目录
mount /dev/sdb1 /mnt/boot
安装grub
grub-install --root-directory=/mnt /dev/sdb
恢复内核和initramfs文件
cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 /mnt/boot/
cp /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img /mnt/boot
建立grub.conf

vim /mnt/boot/grub.conf
title DIY_linux
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 root=/dev/sda2 selinux=0 init=/bin/bash
//虽然制作系统时，硬盘名称为/dev/sdb，但是制作完成后硬盘拆下来作为启动磁盘时名称应为/dev/sda，故root=/dev/sda2
//selinx=0用于禁用selinux，保证启动过程顺利
//没有默认初始化程序/sbin/init，设置为/bin/bash保证系统能够启动
initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img

mkdir /mnt/sysroot
mount /dev/sdb2 /mnt/sysroot
mkdir -pv/mnt/sysroot/{etc,lib,lib64,bin,sbin,tmp,var,usr,sys,proc,opt,home,root,boot,dev,mnt,media}

复制bash和相关库文件
利用脚本将程序和相关依赖的库文件复制到/mnt/sysroot

二、/proc目录

定义：内核把自己内部状态信息及统计信息，以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出
参数：分为只读参数和可写参数
- 只读：输出信息
- 可写：可接受用户指定“新值”来实现对内核某功能或特性的配置
/proc/sys：有两种方式修改目录下的参数
- echo命令：通过重定向方式修改大多数参数的值
  echo "VALUE" > /proc/sys/path/to/parameter
- sysctl命令：用于查看或设定此目录中诸多参数
  sysctl -w path.to.parameter=VALUE
无论是sysctl命令还是echo命令重定向，对内核参数的修改都只在本次开机中有效，重启后修改的设置消失。通过修改/etc/sysctl.conf文件，可以实现永久生效。
sysctl命令用法：
- sysctl -w parameter=VALUE：修改参数值，临时生效
- sysctl -p：重新读取配置文件/etc/sysctl.conf使之生效，永久生效
- sysctl -a：查看所有生效的参数
实验：修改/proc/sys/net/ipv4/icmp_echo_ignore_all参数

1、echo修改参数值为1

2、sysctl修改参数值为0

可以看到其他主机对本机的ping命令在修改参数值为1后，忽略了icmp请求，当参数值改为0后，恢复了对icmp请求的响应。可以看到ping结果中的断层。

3、修改/etc/sysctl.conf文件，将参数改为1
在文件中加入一行net.ipv4.icmp_echo_ignore_all=1，执行sysctl -p重新读取配置文件

注意：删除之前增加的记录，执行sysctl -p重新读取配置文件后，会发现参数并没有消失。这是因为sysctl -p命令在读取配置文件后，对当前参数执行的是覆盖操作，而配置文件里面没有的参数将保留原状。

三、/sys目录

定义：为用户使用的伪文件系统，输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息，也有内核对硬件特性的设定信息；有些参数是可以修改的，用于调整硬件工作特性
udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需要设备文件，udev是运行用户空间程序
- udev为设备创建设备文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目录下，使用udevadm trigger命令可以使修改的规则文件立即生效

四、内核编译

（一）内核的组成与管理

内核组成部分：一般可以理解分为内核核心和内核对象
- kernel：内核核心，一般为bzImage，通常在/boot目录下，名称为vmlinuz-VERSION-RELEASE。还有内核启动需要的辅助文件ramdisk，与kernel位于相同目录下，名称为initramfs-VERSION-RELEASE-img。
- kernel object: 内核对象，一般放置于/lib/modules/VERSION-RELEASE/目录下。
系统信息查询uname：
uname -n：显示主机名称，等于hostname命令
uname -r：显示内核版本信息
uname -a：显示所有信息
内核模块管理
- lsmod命令：显示核心已经装载的内核模块
  显示的内容来自于: /proc/modules文件
- modinfo命令：显示模块的详细描述信息
  语法：modinfo [options] module_name
  -n: 只显示模块文件路径
  -p: 显示模块参数
  -a: author
  -d: description
  -l: license
- modprobe命令：装载或卸载内核模块
  语法：
  modprobe module_name：装载内核模块，自动解决依赖模块
  modprobe -r module_name：卸载内核模块
- depmod命令：内核模块依赖关系文件及系统信息映射文件的生成工具
- insmod module_name：装载内核模块，不自动解决依赖模块
- rmmod module_name：卸载模块

（二）编译内核前的准备工作

准备工作一：
开发环境准备：安装Server Platform Development和Development Tools包组
准备工作二：获取主机硬件设备的相关信息
- 查询CPU信息：
  cat /proc/cpuinfo
  x86info -a
  lscpu
- 查看PCI设备信息：
  lspci
  lsusb
  lsblk
- 了解全部硬件设备信息
  hal-device（CentOS 6专有）
准备工作三：下载源码文件

（三）编译内核

第1步，内核选项配置
准备文本配置文件.config，位于源码解压缩目录中。里面详细说明了每个内核编译选项的配置。可以复制/boot/config-VERSION-RELEASE文件，并改名为.config
，再根据需要修改。

make menuconfig：配置内核选项的字符界面工具，以源码目录下的.config为模板，可以对.config文件进行微调。
菜单选项分为[ ], [M], []三种类型：[ ]指明该选项不编译，[M]指明该选项编译为内核模块，[]选项指明该选项编译进入kernel文件

在general setup-->local version中，自定义内核本地版本号

第2步，编译过程
make [-j #]：-j 选项指定几个CPU核心用于编译内核
第3步，安装
make modules_install：安装模块
make install ：安装内核相关文件，完成以下几个工作
- 安装bzImage为/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE
- 生成initramfs文件
- 编辑grub的配置文件

（四）编译内核清理

make clean：清理大多数编译生成的文件，但会保留config文件等
make mrproper：清理所有编译生成的文件、config及某些备份文件
make distclean：mrproper、patches以及编辑器备份文件

（五）卸载内核

删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
删除/usr/src/linux/目录下不需要的内核源码
删除/boot目录下启动的内核和内核映像文件
更改grub的配置文件，删除不需要的内核启动列表