Linux服務(wù)器內(nèi)核編譯基礎(chǔ)

--幾個(gè)重要的RedHat Linux內(nèi)核文件介紹
　　在網(wǎng)絡(luò)中，不少服務(wù)器采用的是Linux系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提高服務(wù)器的性能，可能需要根據(jù)特定的硬件及需求重新編譯Linux內(nèi)核。編譯Linux內(nèi)核，需要根據(jù)規(guī)定的步驟進(jìn)行，編譯內(nèi)核過(guò)程中涉及到幾個(gè)重要的文件。比如對(duì)于RedHat Linux，在/boot目錄下有一些與Linux內(nèi)核有關(guān)的文件，進(jìn)入/boot執(zhí)行：ls –l。編譯過(guò)RedHat Linux內(nèi)核的人對(duì)其中的System.map 、vmlinuz、initrd-2.4.7-10.img印象可能比較深刻，因?yàn)榫幾g內(nèi)核過(guò)程中涉及到這些文件的建立等操作。那么這幾個(gè)文件是怎么產(chǎn)生的？又有什么作用呢？本文對(duì)此做些介紹。

一、vmlinuz

　　vmlinuz是可引導(dǎo)的、壓縮的內(nèi)核。“vm”代表“Virtual Memory”。Linux 支持虛擬內(nèi)存，不像老的操作系統(tǒng)比如DOS有640KB內(nèi)存的限制。Linux能夠使用硬盤空間作為虛擬內(nèi)存，因此得名“vm”。vmlinuz是可執(zhí)行的Linux內(nèi)核，它位于/boot/vmlinuz，它一般是一個(gè)軟鏈接。

　　vmlinuz的建立有兩種方式。一是編譯內(nèi)核時(shí)通過(guò)“make zImage”創(chuàng)建，然后通過(guò)：

　　“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/zImage /boot/vmlinuz”產(chǎn)生。zImage適用于小內(nèi)核的情況，它的存在是為了向后的兼容性。二是內(nèi)核編譯時(shí)通過(guò)命令make bzImage創(chuàng)建，然后通過(guò)：“cp /usr/src/linux-2.4/arch/i386/linux/boot/bzImage /boot/vmlinuz”產(chǎn)生。bzImage是壓縮的內(nèi)核映像，需要注意，bzImage不是用bzip2壓縮的，bzImage中的bz容易引起誤解，bz表示“big zImage”。 bzImage中的b是“big”意思。

　　zImage（vmlinuz）和bzImage（vmlinuz）都是用gzip壓縮的。它們不僅是一個(gè)壓縮文件，而且在這兩個(gè)文件的開(kāi)頭部分內(nèi)嵌有g(shù)zip解壓縮代碼。所以你不能用gunzip 或 gzip –dc解包vmlinuz。

　　內(nèi)核文件中包含一個(gè)微型的gzip用于解壓縮內(nèi)核并引導(dǎo)它。兩者的不同之處在于，老的zImage解壓縮內(nèi)核到低端內(nèi)存（第一個(gè)640K），bzImage解壓縮內(nèi)核到高端內(nèi)存（1M以上）。如果內(nèi)核比較小，那么可以采用zImage 或bzImage之一，兩種方式引導(dǎo)的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是相同的。大的內(nèi)核采用bzImage，不能采用zImage。

　　vmlinux是未壓縮的內(nèi)核，vmlinuz是vmlinux的壓縮文件。

二、 initrd-x.x.x.img

　　initrd是“initial ramdisk”的簡(jiǎn)寫。initrd一般被用來(lái)臨時(shí)的引導(dǎo)硬件到實(shí)際內(nèi)核vmlinuz能夠接管并繼續(xù)引導(dǎo)的狀態(tài)。比如，使用的是scsi硬盤，而內(nèi)核vmlinuz中并沒(méi)有這個(gè)scsi硬件的驅(qū)動(dòng)，那么在裝入scsi模塊之前，內(nèi)核不能加載根文件系統(tǒng)，但scsi模塊存儲(chǔ)在根文件系統(tǒng)的/lib/modules下。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以引導(dǎo)一個(gè)能夠讀實(shí)際內(nèi)核的initrd內(nèi)核并用initrd修正scsi引導(dǎo)問(wèn)題。initrd-2.4.7-10.img是用gzip壓縮的文件，下面來(lái)看一看這個(gè)文件的內(nèi)容。



　　initrd實(shí)現(xiàn)加載一些模塊和安裝文件系統(tǒng)等。

　　initrd映象文件是使用mkinitrd創(chuàng)建的。mkinitrd實(shí)用程序能夠創(chuàng)建initrd映象文件。這個(gè)命令是RedHat專有的。其它Linux發(fā)行版或許有相應(yīng)的命令。這是個(gè)很方便的實(shí)用程序。具體情況請(qǐng)看幫助：man mkinitrd

　　下面的命令創(chuàng)建initrd映象文件：

三、 System.map

　　System.map是一個(gè)特定內(nèi)核的內(nèi)核符號(hào)表。它是你當(dāng)前運(yùn)行的內(nèi)核的System.map的鏈接。

　　內(nèi)核符號(hào)表是怎么創(chuàng)建的呢? System.map是由“nm vmlinux”產(chǎn)生并且不相關(guān)的符號(hào)被濾出。對(duì)于本文中的例子，編譯內(nèi)核時(shí)，System.map創(chuàng)建在/usr/src/linux-2.4/System.map。像下面這樣：

　　nm /boot/vmlinux-2.4.7-10 > System.map

　　下面幾行來(lái)自/usr/src/linux-2.4/Makefile：

　　nm vmlinux | grep -v '(compiled)|(.o$$)|( [aUw] )|(..ng$$)|(LASH[RL]DI)' | sort > System.map

　　然后復(fù)制到/boot:

　　cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.4.7-10

　　在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)命名一些變量名或函數(shù)名之類的符號(hào)。Linux內(nèi)核是一個(gè)很復(fù)雜的代碼塊，有許許多多的全局符號(hào)。

　　Linux內(nèi)核不使用符號(hào)名，而是通過(guò)變量或函數(shù)的地址來(lái)識(shí)別變量或函數(shù)名。比如不是使用size_t BytesRead這樣的符號(hào)，而是像c0343f20這樣引用這個(gè)變量。

　　對(duì)于使用計(jì)算機(jī)的人來(lái)說(shuō)，更喜歡使用那些像size_t BytesRead這樣的名字，而不喜歡像c0343f20這樣的名字。內(nèi)核主要是用c寫的，所以編譯器/連接器允許我們編碼時(shí)使用符號(hào)名，當(dāng)內(nèi)核運(yùn)行時(shí)使用地址。

　　然而，在有的情況下，我們需要知道符號(hào)的地址，或者需要知道地址對(duì)應(yīng)的符號(hào)。這由符號(hào)表來(lái)完成，符號(hào)表是所有符號(hào)連同它們的地址的列表。Linux 符號(hào)表使用到2個(gè)文件：

　　/proc/ksyms

　　System.map

　　/proc/ksyms是一個(gè)“proc file”，在內(nèi)核引導(dǎo)時(shí)創(chuàng)建。實(shí)際上，它并不真正的是一個(gè)文件，它只不過(guò)是內(nèi)核數(shù)據(jù)的表示，卻給人們是一個(gè)磁盤文件的假象，這從它的文件大小是0可以看出來(lái)。然而，System.map是存在于你的文件系統(tǒng)上的實(shí)際文件。當(dāng)你編譯一個(gè)新內(nèi)核時(shí)，各個(gè)符號(hào)名的地址要發(fā)生變化，你的老的System.map具有的是錯(cuò)誤的符號(hào)信息。每次內(nèi)核編譯時(shí)產(chǎn)生一個(gè)新的System.map，你應(yīng)當(dāng)用新的System.map來(lái)取代老的System.map。

　　雖然內(nèi)核本身并不真正使用System.map，但其它程序比如klogd， lsof和ps等軟件需要一個(gè)正確的System.map。如果你使用錯(cuò)誤的或沒(méi)有System.map，klogd的輸出將是不可靠的，這對(duì)于排除程序故障會(huì)帶來(lái)困難。沒(méi)有System.map，你可能會(huì)面臨一些令人煩惱的提示信息。

　　另外少數(shù)驅(qū)動(dòng)需要System.map來(lái)解析符號(hào)，沒(méi)有為你當(dāng)前運(yùn)行的特定內(nèi)核創(chuàng)建的System.map它們就不能正常工作。

　　Linux的內(nèi)核日志守護(hù)進(jìn)程klogd為了執(zhí)行名稱-地址解析，klogd需要使用System.map。System.map應(yīng)當(dāng)放在使用它的軟件能夠找到它的地方。執(zhí)行：man klogd可知，如果沒(méi)有將System.map作為一個(gè)變量的位置給klogd，那么它將按照下面的順序，在三個(gè)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能夠智能地查找正確的映象（map）文件。

　　ccidnet