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Note

如果您發現本文檔與原始文件有任何不同或者有翻譯問題,請聯繫該文件的譯者, 或者發送電子郵件給胡皓文以獲取幫助:<src.res@email.cn>。

Original:Linux kernel release 5.x <http://kernel.org/>
譯者:吳想成 Wu XiangCheng <bobwxc@email.cn> 胡皓文 Hu Haowen <src.res@email.cn>

Linux內核5.x版本 <http://kernel.org/>

以下是Linux版本5的發行註記。仔細閱讀它們, 它們會告訴你這些都是什麼,解釋如何安裝內核,以及遇到問題時該如何做。

什麼是Linux?

Linux是Unix作業系統的克隆版本,由Linus Torvalds在一個鬆散的網絡黑客 (Hacker,無貶義)團隊的幫助下從頭開始編寫。它旨在實現兼容POSIX和 單一UNIX規範。

它具有在現代成熟的Unix中應當具有的所有功能,包括真正的多任務處理、虛擬內存、 共享庫、按需加載、共享的寫時拷貝(COW)可執行文件、恰當的內存管理以及包括 IPv4和IPv6在內的複合網絡棧。

Linux在GNU通用公共許可證,版本2(GNU GPLv2)下分發,詳見隨附的COPYING文件。

它能在什麼樣的硬體上運行?

雖然Linux最初是爲32位的x86 PC機(386或更高版本)開發的,但今天它也能運行在 (至少)Compaq Alpha AXP、Sun SPARC與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架構上。

Linux很容易移植到大多數通用的32位或64位體系架構,只要它們有一個分頁內存管理 單元(PMMU)和一個移植的GNU C編譯器(gcc;GNU Compiler Collection,GCC的一 部分)。Linux也被移植到許多沒有PMMU的體系架構中,儘管功能顯然受到了一定的 限制。 Linux也被移植到了其自己上。現在可以將內核作爲用戶空間應用程式運行——這被 稱爲用戶模式Linux(UML)。

文檔

網際網路上和書籍上都有大量的電子文檔,既有Linux專屬文檔,也有與一般UNIX問題相關 的文檔。我建議在任何Linux FTP站點上查找LDP(Linux文檔項目)書籍的文檔子目錄。 本自述文件並不是關於系統的文檔:有更好的可用資源。

  • 網際網路上和書籍上都有大量的(電子)文檔,既有Linux專屬文檔,也有與普通 UNIX問題相關的文檔。我建議在任何有LDP(Linux文檔項目)書籍的Linux FTP 站點上查找文檔子目錄。本自述文件並不是關於系統的文檔:有更好的可用資源。
  • 文檔/子目錄中有各種自述文件:例如,這些文件通常包含一些特定驅動程序的 內核安裝說明。請閱讀 Minimal requirements to compile the Kernel 文件,它包含了升級內核 可能會導致的問題的相關信息。

安裝內核原始碼

  • 如果您要安裝完整的原始碼,請把內核tar檔案包放在您有權限的目錄中(例如您 的主目錄)並將其解包:

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

    將「X」替換成最新內核的版本號。

    【不要】使用 /usr/src/linux 目錄!這裡有一組庫頭文件使用的內核頭文件 (通常是不完整的)。它們應該與庫匹配,而不是被內核的變化搞得一團糟。

  • 您還可以通過打補丁在5.x版本之間升級。補丁以xz格式分發。要通過打補丁進行 安裝,請獲取所有較新的補丁文件,進入內核原始碼(linux-5.x)的目錄並 執行:

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

    請【按順序】替換所有大於當前原始碼樹版本的「x」,這樣就可以了。您可能想要 刪除備份文件(文件名類似xxx~ 或 xxx.orig),並確保沒有失敗的補丁(文件名 類似xxx# 或 xxx.rej)。如果有,不是你就是我犯了錯誤。

    與5.x內核的補丁不同,5.x.y內核(也稱爲穩定版內核)的補丁不是增量的,而是 直接應用於基本的5.x內核。例如,如果您的基本內核是5.0,並且希望應用5.0.3 補丁,則不應先應用5.0.1和5.0.2的補丁。類似地,如果您運行的是5.0.2內核, 並且希望跳轉到5.0.3,那麼在應用5.0.3補丁之前,必須首先撤銷5.0.2補丁 (即patch -R)。更多關於這方面的內容,請閱讀 Applying Patches To The Linux Kernel

    或者,腳本 patch-kernel 可以用來自動化這個過程。它能確定當前內核版本並 應用找到的所有補丁:

    linux/scripts/patch-kernel linux
    

    上面命令中的第一個參數是內核原始碼的位置。補丁是在當前目錄應用的,但是 可以將另一個目錄指定爲第二個參數。

  • 確保沒有過時的 .o 文件和依賴項:

    cd linux
    make mrproper
    

    現在您應該已經正確安裝了原始碼。

軟體要求

編譯和運行5.x內核需要各種軟體包的最新版本。請參考 Minimal requirements to compile the Kernel 來了解最低版本要求以及如何升級軟體包。請注意,使用過舊版本的這些包可能會 導致很難追蹤的間接錯誤,因此不要以爲在生成或操作過程中出現明顯問題時可以 只更新包。

爲內核建立目錄

編譯內核時,默認情況下所有輸出文件都將與內核原始碼放在一起。使用 make O=output/dir 選項可以爲輸出文件(包括 .config)指定備用位置。 例如:

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

要配置和構建內核,請使用:

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

請注意:如果使用了 O=output/dir 選項,那麼它必須用於make的所有調用。

配置內核

即使只升級一個小版本,也不要跳過此步驟。每個版本中都會添加新的配置選項, 如果配置文件沒有按預定設置,就會出現奇怪的問題。如果您想以最少的工作量 將現有配置升級到新版本,請使用 makeoldconfig ,它只會詢問您新配置 選項的答案。
  • 其他配置命令包括:

    "make config"      純文本界面。
    
    "make menuconfig"  基於文本的彩色菜單、選項列表和對話框。
    
    "make nconfig"     增強的基於文本的彩色菜單。
    
    "make xconfig"     基於Qt的配置工具。
    
    "make gconfig"     基於GTK+的配置工具。
    
    "make oldconfig"   基於現有的 ./.config 文件選擇所有選項,並詢問
                       新配置選項。
    
    "make olddefconfig"
                       類似上一個,但不詢問直接將新選項設置爲默認值。
    
    "make defconfig"   根據體系架構,使用arch/$arch/defconfig或
                       arch/$arch/configs/${PLATFORM}_defconfig中的
                       默認選項值創建./.config文件。
    
    "make ${PLATFORM}_defconfig"
                       使用arch/$arch/configs/${PLATFORM}_defconfig中
                       的默認選項值創建一個./.config文件。
                       用「makehelp」來獲取您體系架構中所有可用平台的列表。
    
    "make allyesconfig"
                       通過儘可能將選項值設置爲「y」,創建一個
                       ./.config文件。
    
    "make allmodconfig"
                       通過儘可能將選項值設置爲「m」,創建一個
                       ./.config文件。
    
    "make allnoconfig" 通過儘可能將選項值設置爲「n」,創建一個
                       ./.config文件。
    
    "make randconfig"  通過隨機設置選項值來創建./.config文件。
    
    "make localmodconfig" 基於當前配置和加載的模塊(lsmod)創建配置。禁用
                          已加載的模塊不需要的任何模塊選項。
    
                          要爲另一台計算機創建localmodconfig,請將該計算機
                          的lsmod存儲到一個文件中,並將其作爲lsmod參數傳入。
    
                          此外,通過在參數LMC_KEEP中指定模塊的路徑,可以將
                          模塊保留在某些文件夾或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
    
                          上述方法在交叉編譯時也適用。
    
    "make localyesconfig" 與localmodconfig類似,只是它會將所有模塊選項轉換
                          爲內置(=y)。你可以同時通過LMC_KEEP保留模塊。
    
    "make kvmconfig"   爲kvm客體內核支持啓用其他選項。
    
    "make xenconfig"   爲xen dom0客體內核支持啓用其他選項。
    
    "make tinyconfig"  配置儘可能小的內核。
    

    更多關於使用Linux內核配置工具的信息,見文檔 Kconfig make config

  • make config 注意事項:

    • 包含不必要的驅動程序會使內核變大,並且在某些情況下會導致問題: 探測不存在的控制器卡可能會混淆其他控制器。
    • 如果存在協處理器,則編譯了數學仿真的內核仍將使用協處理器:在 這種情況下,數學仿真永遠不會被使用。內核會稍微大一點,但不管 是否有數學協處理器,都可以在不同的機器上工作。
    • 「kernel hacking」配置細節通常會導致更大或更慢的內核(或兩者 兼而有之),甚至可以通過配置一些例程來主動嘗試破壞壞代碼以發現 內核問題,從而降低內核的穩定性(kmalloc())。因此,您可能應該 用於研究「開發」、「實驗」或「調試」特性相關問題。

編譯內核

  • 確保您至少有gcc 5.1可用。 有關更多信息,請參閱 Minimal requirements to compile the Kernel

    請注意,您仍然可以使用此內核運行a.out用戶程序。

  • 執行 make 來創建壓縮內核映像。如果您安裝了lilo以適配內核makefile, 那麼也可以進行 makeinstall ,但是您可能需要先檢查特定的lilo設置。

    實際安裝必須以root身份執行,但任何正常構建都不需要。 無須徒然使用root身份。

  • 如果您將內核的任何部分配置爲模塊,那麼還必須執行 make modules_install

  • 詳細的內核編譯/生成輸出:

    通常,內核構建系統在相當安靜的模式下運行(但不是完全安靜)。但是有時您或 其他內核開發人員需要看到編譯、連結或其他命令的執行過程。爲此,可使用 「verbose(詳細)」構建模式。 向 make 命令傳遞 V=1 來實現,例如:

    make V=1 all
    

    如需構建系統也給出內個目標重建的願意,請使用 V=2 。默認爲 V=0

  • 準備一個備份內核以防出錯。對於開發版本尤其如此,因爲每個新版本都包含 尚未調試的新代碼。也要確保保留與該內核對應的模塊的備份。如果要安裝 與工作內核版本號相同的新內核,請在進行 make modules_install 安裝 之前備份modules目錄。

    或者,在編譯之前,使用內核配置選項「LOCALVERSION」向常規內核版本附加 一個唯一的後綴。LOCALVERSION可以在「General Setup」菜單中設置。

  • 爲了引導新內核,您需要將內核映像(例如編譯後的 …/linux/arch/x86/boot/bzImage)複製到常規可引導內核的位置。

  • 不再支持在沒有LILO等啓動裝載程序幫助的情況下直接從軟盤引導內核。

    如果從硬碟引導Linux,很可能使用LILO,它使用/etc/lilo.conf文件中 指定的內核映像文件。內核映像文件通常是/vmlinuz、/boot/vmlinuz、 /bzImage或/boot/bzImage。使用新內核前,請保存舊映像的副本,並複製 新映像覆蓋舊映像。然後您【必須重新運行LILO】來更新加載映射!否則, 將無法啓動新的內核映像。

    重新安裝LILO通常需要運行/sbin/LILO。您可能希望編輯/etc/lilo.conf 文件爲舊內核映像指定一個條目(例如/vmlinux.old)防止新的不能正常 工作。有關更多信息,請參閱LILO文檔。

    重新安裝LILO之後,您應該就已經準備好了。關閉系統,重新啓動,盡情 享受吧!

    如果需要更改內核映像中的默認根設備、視頻模式等,請在適當的地方使用 啓動裝載程序的引導選項。無需重新編譯內核即可更改這些參數。

  • 使用新內核重新啓動並享受它吧。

若遇到問題

  • 如果您發現了一些可能由於內核缺陷所導致的問題,請檢查MAINTAINERS(維護者) 文件看看是否有人與令您遇到麻煩的內核部分相關。如果無人在此列出,那麼第二 個最好的方案就是把它們發給我(torvalds@linux-foundation.org),也可能發送 到任何其他相關的郵件列表或新聞組。

  • 在所有的缺陷報告中,【請】告訴我們您在說什麼內核,如何復現問題,以及您的 設置是什麼的(使用您的常識)。如果問題是新的,請告訴我;如果問題是舊的, 請嘗試告訴我您什麼時候首次注意到它。

  • 如果缺陷導致如下消息:

    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
    

    或者類似的內核調試信息顯示在屏幕上或在系統日誌里,請【如實】複製它。 可能對你來說轉儲(dump)看起來不可理解,但它確實包含可能有助於調試問題的 信息。轉儲上方的文本也很重要:它說明了內核轉儲代碼的原因(在上面的示例中, 是由於內核指針錯誤)。更多關於如何理解轉儲的信息,請參見 Bug hunting

  • 如果使用 CONFIG_KALLSYMS 編譯內核,則可以按原樣發送轉儲,否則必須使用 ksymoops 程序來理解轉儲(但通常首選使用CONFIG_KALLSYMS編譯)。 此實用程序可從 https://www.kernel.org/pub/linux/utils/kernel/ksymoops/ 下載。 或者,您可以手動執行轉儲查找:

  • 在調試像上面這樣的轉儲時,如果您可以查找EIP值的含義,這將非常有幫助。 十六進位值本身對我或其他任何人都沒有太大幫助:它會取決於特定的內核設置。 您應該做的是從EIP行獲取十六進位值(忽略 0010: ),然後在內核名字列表 中查找它,以查看哪個內核函數包含有問題的地址。

    要找到內核函數名,您需要找到與顯示症狀的內核相關聯的系統二進位文件。就是 文件「linux/vmlinux」。要提取名字列表並將其與內核崩潰中的EIP進行匹配, 請執行:

    nm vmlinux | sort | less
    

    這將爲您提供一個按升序排序的內核地址列表,從中很容易找到包含有問題的地址 的函數。請注意,內核調試消息提供的地址不一定與函數地址完全匹配(事實上, 這是不可能的),因此您不能只「grep」列表:不過列表將爲您提供每個內核函數 的起點,因此通過查找起始地址低於你正在搜索的地址,但後一個函數的高於的 函數,你會找到您想要的。實際上,在您的問題報告中加入一些「上下文」可能是 一個好主意,給出相關的上下幾行。

    如果您由於某些原因無法完成上述操作(如您使用預編譯的內核映像或類似的映像), 請儘可能多地告訴我您的相關設置信息,這會有所幫助。有關詳細信息請閱讀 『Reporting issues』。

  • 或者,您可以在正在運行的內核上使用gdb(只讀的;即不能更改值或設置斷點)。 爲此,請首先使用-g編譯內核;適當地編輯arch/x86/Makefile,然後執行 make clean 。您還需要啓用CONFIG_PROC_FS(通過 make config )。

    使用新內核重新啓動後,執行 gdb vmlinux /proc/kcore 。現在可以使用所有 普通的gdb命令。查找系統崩潰點的命令是 l *0xXXXXXXXX (將xxx替換爲EIP 值)。

    用gdb無法調試一個當前未運行的內核是由於gdb(錯誤地)忽略了編譯內核的起始 偏移量。