Linux-2.6 内核升级文档

序 
做一件事情,首先要知道自己在干什么,而不是盲目得升级内核,现在升级内核有点泛滥,sigh 
首先让我们先了解一下2.6内核的新特性 

一、01.模块子系统（Module Subsystem）、统一设备模型（Unified Device Model）和 PnP 支持 
模块子系统发生了重大变化。 

02.稳定性有所提高 
为了彻底避免内核加载或者导出正在被使用的内核模块，或者至少为了减少加载或者卸载模块的同时使用该模块的可能性 
（这有时会导致系统崩溃），内核加载和导出内核模块的过程都得到了改进。 

03.统一设备模型 
统一设备模型的创建是 2.6 内核最重要的变化之一。它促进了模块接口的标准化，其目的是更好地控制和管理设备，例如：

更准确地确定系统设备。 
电源管理和设备电源状态。 
改进的系统总线结构管理。 

04.即插即用（PnP）支持 
1.1.1 和 1.1.2 小节中提及的变化使得运行 2.6 内核的 Linux 成为一个真正即插即用的 OS。 
例如，对 ISA PnP 扩展、遗留 MCA 和 EISA 总线以及热插拔设备的 PnP 支持。 

05.内核基础设施的变化 
为了区别以 .o 为扩展名的常规对象文件，内核模块现在使用的扩展名是 .ko。 
创建了新的 sysfs 文件系统，当内核发现设备树时就会描述它。 
内存支持，NUMA 支持 
支持更大数量的 RAM 
2.6 内核支持更大数量的 RAM，在分页模式下最高可达 64GB。 

06.NUMA 
对非一致内核访问（Non-Uniform Memory Access - NUMA）系统的支持是 2.6 内核中新出现的。 

07.线程模型，NPTL 
相对于 v2.4 的 LinuxThreads，在版本 2.6 中新出现的是 NPTL（Native POSIX Threading Library）。 
NPTL 为 Linux 带来了企业级线程支持，提供的性能远远超过了 LinuxThreads。它所基于的用户与内核线程的比率是 1:1。 

在 2003 年 10 月，GNU C 程序库 glibc 中融入了 NPTL 支持，Red Hat 率先在 Red Hat Linux 9 和 
Red Hat Enterprise Linux 中使用定制的 v2.4 内核实现了 NPTL。 

08.性能改进 
新的调度器算法 
2.6 Linux 内核引入了新的 O(1) 算法。在高负载情况下它运行得特别好。新的调度器基于每个 CPU 来分布时间片， 
这样就消除了全局同步和重新分配循环，从而提高了性能。 

内核抢占（Kernel Preemption） 
新的 2.6 内核是抢占式的。这将显著地提高交互式和多媒体应用程序的性能。 

I/O 性能改进 
Linux 的 I/O 子系统也发生了重大的变化，通过修改 I/O 调度器来确保不会有进程驻留在队列中过长时间等待进行输入/输出操作， 
这样就使得 I/O 操作的响应更为迅速。 

快速用户空间互斥（Fast User-Space Mutexes） 
“futexes”（快速用户空间互斥）可以使线程串行化以避免竞态条件，引入它也提高了响应速度。 
通过在内核空间中部分实现“futexes”以允许基于竞争设置等待任务的优先级而实现改进。 

09.扩展性改进 
处理器数目更多 
Linux 内核 2.6 最多可以支持 64 个 CPU。支持更大的内存，归功于 PAE（物理地址扩展，Physical Address Extensions），在 32-位系统上分页模式下所支持的内存增加到了 64GB。 

用户和组 
惟一用户和组的数量从 65,000 增至 40 多亿，也就是从 16-位增加到了 32-位。 

PID 的数量 
PID 的最大数量从 32,000 增至 10 亿。 

打开文件描述符的数量 
打开文件描述符的数量没有增加，但是不再需要事先设置该参数，它将自行调节。 

10.支持更多的设备 
在 Linux 内核 2.6 之前，内核中有可以约束大型系统的限制，比如每条链 256 个设备。v2.6 内核彻底地打破了这些限制， 
不但可以支持更多类型的设备，而且支持更多同类型的设备。在 Linux 2.6 系统中，可以支持 4095 种主要的设备类型， 
每一个单独的类型可以有超过一百万个子设备。 
文件系统大小 
Linux 内核 2.6 所允许的可寻址文件系统大小最大为 16 TB。 

11.文件系统 
ext2、ext3 和 ReiserFS 等传统 Linux 文件系统得到了显著的改进。最值得注意的改进是扩展属性（或文件元数据）的引入。 
最重要的是 POSIX ACL 的实现，这是对普通 UNIX 权限的扩展，可以支持更细化的用户访问控制。 

12.除了对传统 Linux 文件系统的改进支持以外，新的内核完全支持在 Linux 中相对较新的 XFS 文件系统。 
Linux 2.6 内核现在还引入了对 NTFS 文件系统的改进的支持，现在允许以读/写模式安装 NTFS 文件系统。 

基于以上2.6的新特性，我决定用2.6的内核，我的系统为Red Hat Enterprise Linux AS release 3 (Taroon Update 3) 
硬件环境为DELL 2850 

一、下载解压并打上内核补丁 
我以2.6.10为例子，patche以bk4的例子，目的只是让大家知道怎么打patch， 
其实本人用的是2.6.6的内核，因为在AS3.0上升级到2.6.9以上的内核， 
mount大的nfs网络硬盘时，df 显示不正确，明明是800G的盘变成4.2G， 
不过还是能正常用，我升级过nfs和mount的包都没用，/var/log/message里 
提示是kernel: nfs warning: mount version older than kernel， 
还望知道的 告知一声，谢 :) BTW:2.6.8的内核没用过 

内核源代码：http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.10.tar.bz2 
最新内核补丁：http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/snapshots/patch-2.6.10-bk4.bz2 

cd /usr/src 
rm -rf linux 
tar jxf /download/linux-2.6.10.tar.bz2 
ln -s linux-2.6.10 linux 
cd linux 
bunzip2 -dv /download/patch-2.6.10-bk4.bz2 |patch -p1 
如果在/usr/src目录下就用patch -p0 

二、修改内核源代码 (升级2.6就是为了优化，干脆连源代码也改了吧) 

1.修改/usr/src/linux/include/linux/posix_types.h 
设置fd_set支持的最大数量 
#define __FD_SETSIZE 1024 ---> 65536 

2.修改/usr/src/linux/include/linux/fs.h 
设置最大打开文件数量（TCP连接数量） 
#define INR_OPEN 1024 ---> 65536 
#define NR_FILE 8192 ---> 65536 
#define NR_RESERVED_FILES 10 ---> 128 

3.修改/usr/src/linux/include/net/tcp.h 
设置TIMEOUT的时间为1秒 
#define TCP_TIMEWAIT_LEN (60*HZ) 60 ---> 1*HZ 
设置在backlog队列里的半连接的重试次数，每次都会花相应的时间，本质上 也是减少重试时间 
#define TCP_SYNACK_RETRIES 5 ---> 3 

针对RHEL-AS3本来就是稳定+优化的，不过就算你用 RHEL-AS3 自己的内核，那也要修改一下上面的参数才好呀 :) 

三、安装必要的工具 

1.下载module-init-tools-3.1.tar.bz2 
http://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/module-init-tools/module-init-tools-3.1.tar.bz2 

代码:

./configure --prefix=/          make moveold          make all install          ./generate-modprobe.conf /etc/modprobe.conf

2.下载新的mkinitrd 
ftp://195.220.108.108/linux/6/fedora/core/3/i386/os/Fedora/RPMS/mkinitrd-4.1.18-2.i386.rpm 
它需要lvm2 device-mapper 
ftp://195.220.108.108/linux/6/fedora/core/3/i386/os/Fedora/RPMS/device-mapper-1.00.19-2.i386.rpm 
ftp://195.220.108.108/linux/6/fedora/core/3/i386/os/Fedora/RPMS/lvm2-2.00.25-1.01.i386.rpm 
如果不更新这个包在make install时会提示以下错误： 

代码:

No module mptbase found for kernel 2.6.10-bk4, aborting.          mkinitrd failed          make[1]: *** [install] Error 1          make: *** [install] Error 2

安装lvm2-2.00.25-1.01.i386.rpm时请用rpm -ivh --nodeps package name 

四、make menuconfig 

代码:

01.Code maturity level options    --->          [*] Prompt for development and/or incomplete code/drivers                           [*]   Select only drivers expected to compile cleanly                                 02.General setup  --->          [*] Support for paging of anonymous memory (swap)                               [*] System V IPC                                                                           [*] POSIX Message Queues                                                                   [ ] BSD Process Accounting                                                               [*] Sysctl support                                                                           [ ] Auditing support                                                                         [ ] Support for hot-pluggable devices                                                         [*] Kernel Userspace Events                                                                 [ ] Kernel .config support                                                                   [*] Configure standard kernel features (for small systems)  --->              [*]   Load all symbols for debugging/kksymoops                                                       [ ]     Do an extra kallsyms pass                                                                     [*]   Enable futex support                                                                           [*]   Enable eventpoll support                                                                       [ ]   Optimize for size                                                                               [*]   Use full shmem filesystem      03.Loadable module support  --->                   [*] Enable loadable module support                                                   [*]   Module unloading                                                                 [ ]     Forced module unloading                                                       [ ]   Module versioning support (EXPERIMENTAL)                                         [ ]   Source checksum for all modules                                                 [*]   Automatic kernel module loading      04.Processor type and features  --->              Subarchitecture Type (PC-compatible)  --->                Processor family (Pentium-4/Celeron(P4-based)/Pentium-4 M/Xeon)  --->            [*] Generic x86 support                                            [ ] HPET Timer Support                                              [*] Symmetric multi-processing support      多CPU                        (8)   Maximum number of CPUs (2-255)                                [*]   SMT (Hyperthreading) scheduler support                        [*] Preemptible Kernel                     抢占式内核，请选上它            [ ] Machine Check Exception                                        < > Toshiba Laptop support                                          < > Dell laptop support                                            < > /dev/cpu/microcode - Intel IA32 CPU microcode support          < > /dev/cpu/*/msr - Model-specific register support                < > /dev/cpu/*/cpuid - CPU information support                          Firmware Drivers  --->                                              High Memory Support (4GB)  --->         高内存                      [ ] Allocate 3rd-level pagetables from highmem                      [ ] Math emulation                                                  [*] MTRR (Memory Type Range Register) support                      [*] Enable kernel irq balancing                                    [ ] Use register arguments (EXPERIMENTAL)             05.Power management options (ACPI, APM)  --->    电源管理 自定 (偶没选)      06.Bus options (PCI, PCMCIA, EISA, MCA, ISA)  ---> 板卡支持  自定          [*] PCI support                                                                             PCI access mode (Any)  --->                                                         [ ] Message Signaled Interrupts (MSI and MSI-X)                                         [*] Legacy /proc/pci interface                                                             [*] PCI device name database                                                               [ ] ISA support                                                                             [ ] MCA support                                                                             < > NatSemi SCx200 support      07.Executable file formats  --->          [*] Kernel support for ELF binaries                                                         <M> Kernel support for a.out and ECOFF binaries                                           <M> Kernel support for MISC binaries             08.Device Drivers  --->   设备驱动及网络支持           Generic Driver Options  --->  默认              [*] Select only drivers that don't need compile-time external firmware                                 [*] Prevent firmware from being built                                               Memory Technology Devices (MTD)  --->  不选           Parallel port support  --->    并行端口   自定(偶没选)                 Plug and Play support  --->    支持热插拔 自定(偶没选)           Block devices  --->              <*> Normal floppy disk support                                                   < > Compaq SMART2 support                                                       < > Compaq Smart Array 5xxx support                                             < > Mylex DAC960/DAC1100 PCI RAID Controller support                             < > Micro Memory MM5415 Battery Backed RAM support (EXPERIMENTAL)               <M> Loopback device support                                                     < >   Cryptoloop Support                                                         <M> Network block device support                                                 < > Promise SATA SX8 support                                                     <M> RAM disk support                                                             (16)  Default number of RAM disks                                               (4096) Default RAM disk size (kbytes)                                           ()  Source directory of cpio_list                                               [ ] Support for Large Block Devices                                             < > Packet writing on CD/DVD media                                                    IO Schedulers  --->   IO调度器,都选上吧 可以在grub.conf指定用IO调度哪种方式,后面会讲的                                               <*> Anticipatory I/O scheduler                                                    <*> Deadline I/O scheduler                                                        <*> CFQ I/O scheduler                      ATA/ATAPI/MFM/RLL support  --->   ATA设备 自定 (偶没选)           SCSI device support  --->       SCSI设备 自定我有scsi的设备所以有以下选项              <*> SCSI device support                                                                             [*]   legacy /proc/scsi/ support                                                                     ---   SCSI support type (disk, tape, CD-ROM)                                                         <*>   SCSI disk support                                          因为偶式MPT的SCSI，所以以下都没选,省略之           Multi-device support (RAID and LVM)  --->  支持RAID和LVM(逻辑卷)  自定              [*] Multiple devices driver support (RAID and LVM)                     <*>   RAID support                                                     < >     Linear (append) mode                                           <*>     RAID-0 (striping) mode                                         < >     RAID-1 (mirroring) mode                                       < >     RAID-10 (mirrored striping) mode (EXPERIMENTAL)               <*>     RAID-4/RAID-5 mode                                             < >     RAID-6 mode (EXPERIMENTAL)                                     <*>     Multipath I/O support                                         < >     Faulty test module for MD                                     <*>   Device mapper support                                           < >     Crypt target support                                           < >     Snapshot target (EXPERIMENTAL)                                 < >     Mirror target (EXPERIMENTAL)                                   < >     Zero target (EXPERIMENTAL)                            Fusion MPT device support  --->    偶的SCSI是这个,所以选了 还是自定                                   <*> Fusion MPT (base + ScsiHost) drivers                                               (40)  Maximum number of scatter gather entries                                           <*>   Fusion MPT misc device (ioctl) driver              IEEE 1394 (FireWire) support  --->  自定  (偶没选)           I2O device support  --->     自定  (偶没选)           Networking support  --->     网络选项                 [*] Networking support                                                                                    Networking options  --->                                                                       <*> Packet socket                                                                                              [ ]   Packet socket: mmapped IO                                                                                < > Netlink device emulation                                                                                  <*> Unix domain sockets        如果你有网络就选                                                                                < > PF_KEY sockets                                                                                            [*] TCP/IP networking                                                                                          [ ]   IP: multicasting                                                                                        [ ]   IP: advanced router                                                                                      [ ]   IP: kernel level autoconfiguration                                                                      < >   IP: tunneling                                                                                            < >   IP: GRE tunnels over IP                                                                                  [ ] IP: ARP daemon support (EXPERIMENTAL)                                                                      [*] IP: TCP syncookie support (disabled per default)     能防DOS攻击,但会降低一点性能,总的说性价比不错                                                      < > IP: AH transformation                                                                                      < > IP: ESP transformation                                                                                    < > IP: IPComp transformation                                                                                  < > IP: tunnel transformation                                                                                  <*> IP: TCP socket monitoring interface                                                                         IP: Virtual Server Configuration  --->                   lvs 支持                                                  < > The IPv6 protocol (EXPERIMENTAL)                                                                          [*] Network packet filtering (replaces ipchains)  --->    包过滤省略(知道的自己选,不熟悉的都选上)                                                          以下都没选,省略                  [ ] Amateur Radio support  --->                                                                     < > IrDA (infrared) subsystem support  --->                                                         < > Bluetooth subsystem support  --->                                                               [*] Network device support                                                                           < >   Dummy net driver support                这个是nis服务器的吧,不大清楚,没用过                                                       <*>   Bonding driver support                  双网卡绑定的                                                       < >   EQL (serial line load balancing) support                                                       < >   Universal TUN/TAP device driver support                                        ARCnet devices  --->                                                                                Ethernet (10 or 100Mbit)  --->                                                                      Ethernet (1000 Mbit)  --->                                              < > Alteon AceNIC/3Com 3C985/NetGear GA620 Gigabit support                                                          < > D-Link DL2000-based Gigabit Ethernet support                                                                    < > Intel(R) PRO/1000 Gigabit Ethernet support                                                                      < > National Semiconduct DP83820 support                                                                            < > Packet Engines Hamachi GNIC-II support                                                                          < > Packet Engines Yellowfin Gigabit-NIC support (EXPERIMENTAL)                                                    < > Realtek 8169 gigabit ethernet support                                                                          < > Marvell Yukon Chipset / SysKonnect SK-98xx Support                                                              <*> Broadcom Tigon3 support                     以下都没选,省略             ISDN subsystem  --->                                                   Telephony Support  --->          Input device support  --->                                                    Character devices  --->                                                         I2C support  --->                       Dallas's 1-wire bus  --->               Misc devices  --->                       Multimedia devices  --->                 Graphics support  --->                   Sound  --->                             USB support  --->                       MMC/SD Card support  --->    以上都没选,需要的自己选      09.File systems  --->        文件系统               < > Second extended fs support                                                                         <*> Ext3 journalling file system support                                                             [ ]   Ext3 extended attributes                                                                       [*] JBD (ext3) debugging support                                                                     < > Reiserfs support                                                                                 < > JFS filesystem support                                                                           < > XFS filesystem support                                                                           < > Minix fs support                                                                                 < > ROM file system support                                                                         [ ] Quota support                                                                                   < > Kernel automounter support                                                                       <*> Kernel automounter version 4 support (also supports v3)                                             CD-ROM/DVD Filesystems  --->                                                               <*> ISO 9660 CDROM file system support                                                               [ ]   Microsoft Joliet CDROM extensions                                                             [ ]   Transparent decompression extension                                                           < > UDF file system support               DOS/FAT/NT Filesystems  --->             floppy要用到的文件格式                  <*> MSDOS fs support                                                                                                                                     <*> VFAT (Windows-95) fs support                                                                     (437) Default codepage for FAT (NEW)                                                                 (iso8859-1) Default iocharset for FAT (NEW)                                                         < > NTFS file system support                                                                       Pseudo filesystems  --->                  [*] /proc file system support                             proc文件系统支持                                               [ ]   /proc/kcore support                                                                                 [ ] /dev file system support (OBSOLETE)                                                                   [ ] /dev/pts Extended Attributes                                                                         [*] Virtual memory file system support (former shm fs)     虚拟内存支持                                               [ ]   tmpfs Extended Attributes                                                                           [ ] HugeTLB file system support                                                                           Miscellaneous filesystems  --->                                                   Network File Systems  --->                                                                           <*> NFS file system support                      nfs客户端支持                                                                               [*]   Provide NFSv3 client support                                                                                             [ ]   Provide NFSv4 client support (EXPERIMENTAL)                                                                               [ ]   Allow direct I/O on NFS files (EXPERIMENTAL)                                                                             < > NFS server support                           nfs服务端支持                                                                             < > Secure RPC: Kerberos V mechanism (EXPERIMENTAL)                                                                             < > Secure RPC: SPKM3 mechanism (EXPERIMENTAL)                                                                                 < > SMB file system support (to mount Windows shares etc.)       samba支持                                                               < > CIFS support (advanced network filesystem for Samba, Window and other CIFS compliant servers)                               < > NCP file system support (to mount NetWare volumes)                                                                         < > Coda file system support (advanced network fs)                                                                             < > Andrew File System support (AFS) (Experimental)                                 Partition Types  --->                     Native Language Support  --->                 自己选           10.Profiling support  --->                             没选                                                   11.Kernel hacking  --->                                没选                                                                                                   12.Security options  --->                              没选      13.Cryptographic options  --->                         没选         14.Library routines  --->                                                  < > CRC-CCITT functions                                          <*> CRC32 functions                                              <M> CRC32c (Castagnoli, et al) Cyclic Redundancy-Check

五、编译安装 
步骤:make -jn(n代表同时编译的进程,可以加快编译速度,n由你的配置决定,我的配置用15-25) 
make modules_install 
make install 

六、grub的设置 
设置之前先介绍一下2.6的I/O调度器 
2.6包含的四个I/O调度器分别是No-op I/O scheduler、Anticipatory I/O scheduler、Deadline I/O scheduler与CFQ I/O scheduler。 
在后文中分别简称为ns、as、ds与cfq。 

ns是一个简化的调度程序它只作最基本的合并与排序。与桌面系统的关系不是很大，主要用在一些特殊的软件 
与硬件环境下，这些软件与硬件一般都拥有自己的调度机制对内核支持的要求很小，这很适合一些嵌入式系统环境。作为桌面用户我们一般不会选择它。 

as是当前内核中默认的I/O调度器。它拥有非常好的性能，在2.5中它就相当引人注意。在与2.4内核进行的对比测试中，在2.4中多项以分钟为单位 
完成的任务，它则是以秒为单位来完成的。正因为如此它成为目前2.6测试版中默认的I/O调度器。但它也存在着弱点，它本身是比较庞大与复杂的， 
在一些特殊的情况下，特别是在数据吞吐量非常大的数据库系统中它会变的比较缓慢。 

ds就是针对as的缺点进行改善而来的，还处于测试阶段，但已经很稳定了。目前表现出的性能几乎与as一样好。加之比as更加小巧， 
是相当有前途的调度器，值得一试：) 

cfq为系统内的所有任务分配相同的带宽，提供一个公平的工作环境，它比较适合桌面环境。事实上在测试中它也有不错的表现， 
mplayer xmms等多媒体播放器与它配合的相当好，回放平滑几乎没有因访问磁盘而出现的跳帧现象。对于喜欢在Linux下听音乐看电影的朋友不妨尝试一下。 

好了，下面说说怎么设置：参数的格式为elevator=调度器名 

修改/boot/grub/grub.conf,在kernel那行后门加入elevator=deadline 

例如：kernel /boot/vmlinuz-2.6.10-bk4 ro root=/dev/你的根分区 elevator=deadline 

七、reboot