Linux内核5.x版本 <http://kernel.org/> — The Linux Kernel 5.18.5-gnu-1 documentation

Warning

此文件的目的是为让中文读者更容易阅读和理解，而不是作为一个分支。 因此， 如果您对此文件有任何意见或更新，请先尝试更新原始英文文件。

Note

如果您发现本文档与原始文件有任何不同或者有翻译问题，请联系该文件的译者， 或者请求时奎亮的帮助：<alexs@kernel.org>。

Original:

  GNU Linux-libre <http://linux-libre.fsfla.org>

译者:

  吴想成 Wu XiangCheng <bobwxc@email.cn>

# Linux内核5.x版本 <http://kernel.org/>

以下是Linux版本5的发行注记。仔细阅读它们， 它们会告诉你这些都是什么，解释如何安装内核，以及遇到问题时该如何做。

## 什么是Linux？

> Linux是Unix操作系统的克隆版本，由Linus Torvalds在一个松散的网络黑客 （Hacker，无贬义）团队的帮助下从头开始编写。它旨在实现兼容POSIX和 单一UNIX规范。

> 它具有在现代成熟的Unix中应当具有的所有功能，包括真正的多任务处理、虚拟内存、 共享库、按需加载、共享的写时拷贝（COW）可执行文件、恰当的内存管理以及包括 IPv4和IPv6在内的复合网络栈。

> Linux在GNU通用公共许可证，版本2（GNU GPLv2）下分发，详见随附的COPYING文件。

## 它能在什么样的硬件上运行？

> 虽然Linux最初是为32位的x86 PC机（386或更高版本）开发的，但今天它也能运行在 （至少）Compaq Alpha AXP、Sun SPARC与UltraSPARC、Motorola 68000、PowerPC、 PowerPC64、ARM、Hitachi SuperH、Cell、IBM S/390、MIPS、HP PA-RISC、Intel IA-64、DEC VAX、AMD x86-64 Xtensa和ARC架构上。

> Linux很容易移植到大多数通用的32位或64位体系架构，只要它们有一个分页内存管理 单元（PMMU）和一个移植的GNU C编译器（gcc；GNU Compiler Collection，GCC的一 部分）。Linux也被移植到许多没有PMMU的体系架构中，尽管功能显然受到了一定的 限制。 Linux也被移植到了其自己上。现在可以将内核作为用户空间应用程序运行——这被 称为用户模式Linux（UML）。

## 文档

因特网上和书籍上都有大量的电子文档，既有Linux专属文档，也有与一般UNIX问题相关 的文档。我建议在任何Linux FTP站点上查找LDP（Linux文档项目）书籍的文档子目录。 本自述文件并不是关于系统的文档：有更好的可用资源。

> - 因特网上和书籍上都有大量的（电子）文档，既有Linux专属文档，也有与普通 UNIX问题相关的文档。我建议在任何有LDP（Linux文档项目）书籍的Linux FTP 站点上查找文档子目录。本自述文件并不是关于系统的文档：有更好的可用资源。

> - 文档/子目录中有各种自述文件：例如，这些文件通常包含一些特定驱动程序的 内核安装说明。请阅读 Documentation/process/changes.rst 文件，它包含了升级内核 可能会导致的问题的相关信息。

## 安装内核源代码

> - 如果您要安装完整的源代码，请把内核tar档案包放在您有权限的目录中（例如您 的主目录）并将其解包:

>       xz -cd linux-5.x.tar.xz | tar xvf -

>   将“X”替换成最新内核的版本号。

>   【不要】使用 /usr/src/linux 目录！这里有一组库头文件使用的内核头文件 （通常是不完整的）。它们应该与库匹配，而不是被内核的变化搞得一团糟。

> - 您还可以通过打补丁在5.x版本之间升级。补丁以xz格式分发。要通过打补丁进行 安装，请获取所有较新的补丁文件，进入内核源代码（linux-5.x）的目录并 执行:

>       xz -cd ../patch-5.x.xz | patch -p1

>   请【按顺序】替换所有大于当前源代码树版本的“x”，这样就可以了。您可能想要 删除备份文件（文件名类似xxx~ 或 xxx.orig)，并确保没有失败的补丁（文件名 类似xxx# 或 xxx.rej）。如果有，不是你就是我犯了错误。

>   与5.x内核的补丁不同，5.x.y内核（也称为稳定版内核）的补丁不是增量的，而是 直接应用于基本的5.x内核。例如，如果您的基本内核是5.0，并且希望应用5.0.3 补丁，则不应先应用5.0.1和5.0.2的补丁。类似地，如果您运行的是5.0.2内核， 并且希望跳转到5.0.3，那么在应用5.0.3补丁之前，必须首先撤销5.0.2补丁 （即patch -R）。更多关于这方面的内容，请阅读 Documentation/process/applying-patches.rst 。

>   或者，脚本 patch-kernel 可以用来自动化这个过程。它能确定当前内核版本并 应用找到的所有补丁:

>       linux/scripts/patch-kernel linux

>   上面命令中的第一个参数是内核源代码的位置。补丁是在当前目录应用的，但是 可以将另一个目录指定为第二个参数。

> - 确保没有过时的 .o 文件和依赖项:

>       cd linux
>       make mrproper

>   现在您应该已经正确安装了源代码。

## 软件要求

> 编译和运行5.x内核需要各种软件包的最新版本。请参考 Documentation/process/changes.rst 来了解最低版本要求以及如何升级软件包。请注意，使用过旧版本的这些包可能会 导致很难追踪的间接错误，因此不要以为在生成或操作过程中出现明显问题时可以 只更新包。

## 为内核建立目录

> 编译内核时，默认情况下所有输出文件都将与内核源代码放在一起。使用 `make O=output/dir` 选项可以为输出文件（包括 .config）指定备用位置。 例如:

>     kernel source code: /usr/src/linux-5.x
>     build directory:    /home/name/build/kernel

> 要配置和构建内核，请使用:

>     cd /usr/src/linux-5.x
>     make O=/home/name/build/kernel menuconfig
>     make O=/home/name/build/kernel
>     sudo make O=/home/name/build/kernel modules_install install

> 请注意：如果使用了 `O=output/dir` 选项，那么它必须用于make的所有调用。

## 配置内核

> > 即使只升级一个小版本，也不要跳过此步骤。每个版本中都会添加新的配置选项， 如果配置文件没有按预定设置，就会出现奇怪的问题。如果您想以最少的工作量 将现有配置升级到新版本，请使用 `make oldconfig` ，它只会询问您新配置 选项的答案。

> - 其他配置命令包括:

>       "make config"      纯文本界面。

>       "make menuconfig"  基于文本的彩色菜单、选项列表和对话框。

>       "make nconfig"     增强的基于文本的彩色菜单。

>       "make xconfig"     基于Qt的配置工具。

>       "make gconfig"     基于GTK+的配置工具。

>       "make oldconfig"   基于现有的 ./.config 文件选择所有选项，并询问
>                          新配置选项。

>       "make olddefconfig"
>                          类似上一个，但不询问直接将新选项设置为默认值。

>       "make defconfig"   根据体系架构，使用arch/$arch/defconfig或
>                          arch/$arch/configs/${PLATFORM}_defconfig中的
>                          默认选项值创建./.config文件。

>       "make ${PLATFORM}_defconfig"
>                          使用arch/$arch/configs/${PLATFORM}_defconfig中
>                          的默认选项值创建一个./.config文件。
>                          用“make help”来获取您体系架构中所有可用平台的列表。

>       "make allyesconfig"
>                          通过尽可能将选项值设置为“y”，创建一个
>                          ./.config文件。

>       "make allmodconfig"
>                          通过尽可能将选项值设置为“m”，创建一个
>                          ./.config文件。

>       "make allnoconfig" 通过尽可能将选项值设置为“n”，创建一个
>                          ./.config文件。

>       "make randconfig"  通过随机设置选项值来创建./.config文件。

>       "make localmodconfig" 基于当前配置和加载的模块（lsmod）创建配置。禁用
>                             已加载的模块不需要的任何模块选项。

>                             要为另一台计算机创建localmodconfig，请将该计算机
>                             的lsmod存储到一个文件中，并将其作为lsmod参数传入。

>                             此外，通过在参数LMC_KEEP中指定模块的路径，可以将
>                             模块保留在某些文件夹或kconfig文件中。

>                     target$ lsmod > /tmp/mylsmod
>                     target$ scp /tmp/mylsmod host:/tmp

>                     host$ make LSMOD=/tmp/mylsmod \
>                             LMC_KEEP="drivers/usb:drivers/gpu:fs" \
>                             localmodconfig

>                             上述方法在交叉编译时也适用。

>       "make localyesconfig" 与localmodconfig类似，只是它会将所有模块选项转换
>                             为内置（=y）。你可以同时通过LMC_KEEP保留模块。

>       "make kvm_guest.config"
>                          为kvm客户机内核支持启用其他选项。

>       "make xen.config"  为xen dom0客户机内核支持启用其他选项。

>       "make tinyconfig"  配置尽可能小的内核。

>   更多关于使用Linux内核配置工具的信息，见文档 Kconfig make config。

> - `make config` 注意事项:

>   > - 包含不必要的驱动程序会使内核变大，并且在某些情况下会导致问题： 探测不存在的控制器卡可能会混淆其他控制器。

>   > - 如果存在协处理器，则编译了数学仿真的内核仍将使用协处理器：在 这种情况下，数学仿真永远不会被使用。内核会稍微大一点，但不管 是否有数学协处理器，都可以在不同的机器上工作。

>   > - “kernel hacking”配置细节通常会导致更大或更慢的内核（或两者 兼而有之），甚至可以通过配置一些例程来主动尝试破坏坏代码以发现 内核问题，从而降低内核的稳定性（`kmalloc()`）。因此，您可能应该 用于研究“开发”、“实验”或“调试”特性相关问题。

## 编译内核

> - 确保您至少有gcc 5.1可用。 有关更多信息，请参阅 Documentation/process/changes.rst 。

>   请注意，您仍然可以使用此内核运行a.out用户程序。

> - 执行 `make` 来创建压缩内核映像。如果您安装了lilo以适配内核makefile， 那么也可以进行 `make install` ，但是您可能需要先检查特定的lilo设置。

>   实际安装必须以root身份执行，但任何正常构建都不需要。 无须徒然使用root身份。

> - 如果您将内核的任何部分配置为模块，那么还必须执行 `make modules_install` 。

> - 详细的内核编译/生成输出：

>   通常，内核构建系统在相当安静的模式下运行（但不是完全安静）。但是有时您或 其他内核开发人员需要看到编译、链接或其他命令的执行过程。为此，可使用 “verbose（详细）”构建模式。 向 `make` 命令传递 `V=1` 来实现，例如:

>       make V=1 all

>   如需构建系统也给出内个目标重建的愿意，请使用 `V=2` 。默认为 `V=0` 。

> - 准备一个备份内核以防出错。对于开发版本尤其如此，因为每个新版本都包含 尚未调试的新代码。也要确保保留与该内核对应的模块的备份。如果要安装 与工作内核版本号相同的新内核，请在进行 `make modules_install` 安装 之前备份modules目录。

>   或者，在编译之前，使用内核配置选项“LOCALVERSION”向常规内核版本附加 一个唯一的后缀。LOCALVERSION可以在“General Setup”菜单中设置。

> - 为了引导新内核，您需要将内核映像（例如编译后的 …/linux/arch/x86/boot/bzImage）复制到常规可引导内核的位置。

> - 不再支持在没有LILO等启动装载程序帮助的情况下直接从软盘引导内核。

>   如果从硬盘引导Linux，很可能使用LILO，它使用/etc/lilo.conf文件中 指定的内核映像文件。内核映像文件通常是/vmlinuz、/boot/vmlinuz、 /bzImage或/boot/bzImage。使用新内核前，请保存旧映像的副本，并复制 新映像覆盖旧映像。然后您【必须重新运行LILO】来更新加载映射！否则， 将无法启动新的内核映像。

>   重新安装LILO通常需要运行/sbin/LILO。您可能希望编辑/etc/lilo.conf 文件为旧内核映像指定一个条目（例如/vmlinux.old)防止新的不能正常 工作。有关更多信息，请参阅LILO文档。

>   重新安装LILO之后，您应该就已经准备好了。关闭系统，重新启动，尽情 享受吧！

>   如果需要更改内核映像中的默认根设备、视频模式等，请在适当的地方使用 启动装载程序的引导选项。无需重新编译内核即可更改这些参数。

> - 使用新内核重新启动并享受它吧。

## 若遇到问题

> - 如果您发现了一些可能由于内核缺陷所导致的问题，请检查MAINTAINERS（维护者） 文件看看是否有人与令您遇到麻烦的内核部分相关。如果无人在此列出，那么第二 个最好的方案就是把它们发给我（torvalds@linux-foundation.org），也可能发送 到任何其他相关的邮件列表或新闻组。

> - 在所有的缺陷报告中，【请】告诉我们您在说什么内核，如何复现问题，以及您的 设置是什么的（使用您的常识）。如果问题是新的，请告诉我；如果问题是旧的， 请尝试告诉我您什么时候首次注意到它。

> - 如果缺陷导致如下消息:

>       unable to handle kernel paging request at address C0000010
>       Oops: 0002
>       EIP:   0010:XXXXXXXX
>       eax: xxxxxxxx   ebx: xxxxxxxx   ecx: xxxxxxxx   edx: xxxxxxxx
>       esi: xxxxxxxx   edi: xxxxxxxx   ebp: xxxxxxxx
>       ds: xxxx  es: xxxx  fs: xxxx  gs: xxxx
>       Pid: xx, process nr: xx
>       xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx

>   或者类似的内核调试信息显示在屏幕上或在系统日志里，请【如实】复制它。 可能对你来说转储（dump）看起来不可理解，但它确实包含可能有助于调试问题的 信息。转储上方的文本也很重要：它说明了内核转储代码的原因（在上面的示例中， 是由于内核指针错误）。更多关于如何理解转储的信息，请参见 Bug hunting。

> - 如果使用 CONFIG_KALLSYMS 编译内核，则可以按原样发送转储，否则必须使用 `ksymoops` 程序来理解转储（但通常首选使用CONFIG_KALLSYMS编译）。 此实用程序可从 https://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/ksymoops/ 下载。 或者，您可以手动执行转储查找：

> - 在调试像上面这样的转储时，如果您可以查找EIP值的含义，这将非常有帮助。 十六进制值本身对我或其他任何人都没有太大帮助：它会取决于特定的内核设置。 您应该做的是从EIP行获取十六进制值（忽略 `0010:` ），然后在内核名字列表 中查找它，以查看哪个内核函数包含有问题的地址。

>   要找到内核函数名，您需要找到与显示症状的内核相关联的系统二进制文件。就是 文件“linux/vmlinux”。要提取名字列表并将其与内核崩溃中的EIP进行匹配， 请执行:

>       nm vmlinux | sort | less

>   这将为您提供一个按升序排序的内核地址列表，从中很容易找到包含有问题的地址 的函数。请注意，内核调试消息提供的地址不一定与函数地址完全匹配（事实上， 这是不可能的），因此您不能只“grep”列表：不过列表将为您提供每个内核函数 的起点，因此通过查找起始地址低于你正在搜索的地址，但后一个函数的高于的 函数，你会找到您想要的。实际上，在您的问题报告中加入一些“上下文”可能是 一个好主意，给出相关的上下几行。

>   如果您由于某些原因无法完成上述操作（如您使用预编译的内核映像或类似的映像）， 请尽可能多地告诉我您的相关设置信息，这会有所帮助。有关详细信息请阅读 ‘Reporting issues’。

> - 或者，您可以在正在运行的内核上使用gdb（只读的；即不能更改值或设置断点）。 为此，请首先使用-g编译内核；适当地编辑arch/x86/Makefile，然后执行 `make clean` 。您还需要启用CONFIG_PROC_FS（通过 `make config` ）。

>   使用新内核重新启动后，执行 `gdb vmlinux /proc/kcore` 。现在可以使用所有 普通的gdb命令。查找系统崩溃点的命令是 `l *0xXXXXXXXX` （将xxx替换为EIP 值）。

>   用gdb无法调试一个当前未运行的内核是由于gdb（错误地）忽略了编译内核的起始 偏移量。