基于Linux系统的内核编译与升级研究

谢辉

(闽北职业技术学院 信息与工程系 福建 南平 353000)

基于Linux系统的内核编译与升级研究

谢辉

(闽北职业技术学院 信息与工程系 福建 南平 353000)

Linux系统是一种多用户、多任务操作系统，在服务器领域应用十分普遍。它以其良好的可移植性、运行的稳定性、高度的可靠性越来越受到重视，Linux系统优异的表现，来源于内核功能的强大。Linux属于开源软件，所以内核代码是公开的，通过官网可以下载最新的内核安装文件，为用户升级Linux系统提供了保证。用户可以在不重装系统的条件下，通过命令，即可将内核升级到新的版本，保证系统始终拥有新的功能和特性。

Linux内核;开源;编译;升级

1. Linux系统简介

Linux是最著名的类UNIX开源操作系统，它诞生于1991年，由芬兰赫尔辛基大学的学生Linus Torvalds开发出最早的版本，并发布在互联网上。Linux诞生之初就加入了GNU计划，并遵循GPL许可，由全世界的程序员不断的开发和改进，如今，Linux已日臻完善，成为世界上主流的服务器操作系统之一，它以良好的结构和高度的稳定性，得到了广泛的应用。

2. Linux内核功能

Linux是一个真正的多用户多任务操作系统，并具有良好的兼容性、稳定性和强大的可移植性，这些功能都源于它的内核。目前非常流行的手机Android系统，就是建立在Linux内核之上。Linux内核是连接系统软、硬件的一个支撑平台。

Linux内核是系统的核心，管理着整个计算机系统的软、硬件资源，控制整个计算机的运行。Linux内核由各功能模块构成，包括：进程管理（Process Management）、内存管理（Memory Management）、模块管理（Module Management）、网络管理（Network Management）、中断管理（Interrupt Management）、虚拟文件系统接口（VFS Layer）、文件系统（File System）、设备驱动程序（Device Driver）、进程间通信（Inter-process Communication）、系统启动（System Init）等模块。Linux内核直接影响操作系统的性能，在新版本的内核发布后，及时升级系统内核，有利于提升系统的整体性能。

3. Linux的版本

Linux的版本有狭义和广义之分，狭义的版本专指Linux的内核版本号；广义的版本是指以内核版本为基础，包含各公司开发的应用程序和系统设定与管理工具的完整操作系统。如著名的Red Hat、Debian、Turbolinux、Ubuntu、红旗、中标麒麟等等。

不同的发行版，内核来源都是相同的，Linux的内核版本号早期采用带两位小数的数字表示，0.01是第一个版本，之后出现0.02一直到1.0版本。从1.0版本开始，采用A.B.C三段数字来表示，“A”代表主版本号，“B”代表次版本号（偶数代表正式版，奇数代表测试版），“C”代表末版本号。从2011年3.0版本之后，虽然采用的仍是A.B.C格式，但是所代表的含义有所变化，“B”没有奇偶数的区别，而是随着新版本的发布而增加，“C”代表一些Bug修复、安全更新、添加新特性和驱动的次数。

Linux的内核可以通过www.kernel.org官网下载，截止2015年9月26日，最新的内核稳定版为4.2.1，最新支持嵌入式系统的LTS版（长期支持版）为4.1.8。新的内核加入一些新的功能和特性，包括“实时内核补丁”特性，该特性可实时修补内核，而无需重启系统，提高了系统稳定性和工作效率，同时，改进系统图形支持，改良了CPU风扇控制，改进储存系统，集成了更多的硬件驱动。

4. Linux内核的升级与编译

Linux新内核的每次发布，都伴随着一些关键或重大的改进和新特性，因此，及时升级系统内核也变得十分必要。

4.1 Linux内核的升级

本次内核升级过程在Red Hat Linux Enterprise 5系统下进行。

4.1.1启动系统 启动Red Hat Linux Enterprise 5，进入桌面环境，打开终端程序，在命令行输入：

[root@bogon～]#uname -r

2.6.18-8.el5xen

显示内核版本号为2.6.18版，为较早期的版本，有必要进行内核升级。

4.1.2下载内核安装包文件 进入Linux内核官网（www.kernel.org），查找出最新的内核版本为4.2.1，由于本机版本较旧，为保证升级成功率，选择相近的3.8.7版进行升级，成功后，可再次升级到最新的4.2.1版本。输入wget命令，下载内核安装包文件：

[root@bogon～]#wget --no-check-certificate http://www.kernel.org

/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.8.7.tar.bz2

……

Saving to: ’linux-3.8.7.tar.bz2’

100%[========================================== ======>] 84,602,813

4.1.3解压安装包文件 将下载的文件解压到/usr/ src/kernels目录下，如无此目录需先创建，并用命令tar解压：

[root@bogon～]#mkdir /usr/src/kernels

[root@bogon～]#tar -xvf linux-3.8.7.tar.bz2 -C /usr/src/kernels

4.1.4安装或升级ncurses动态库 要执行make menuconfig命令，使用菜单配置内核，必须先安装或升级ncurses动态库，ncurses是一个能提供基于文本终端的图形互动功能动态库。可以通过系统自动升级ncurses库，前提是系统已经安装了yum程序，也可以下载ncurses的rpm安装包来手动安装。

用yum自动升级ncurses：

[root@bogon～]#yum install ncurses-devel

下载ncurses安装包手动安装：

[r o o t@b o g o n～ ]#r p m -i v h n c u r s e sdevel-6.0-1.20150810.fc24.x86_64

.rpm

安装成功后，还需要执行yum命令更新。

[root@bogon～]#yum update

4.1.5清理旧的内核升级文件 在升级新的内核文件之前，要删除之前编译所生成的文件、配置文件、备份文件等，用命令make mrporper实现。

[root@bogon～]#cd /usr/src/kernels/linux-3.8.7

[root@bogon～]#make mrporper

4.1.6通过菜单方式配置内核 [root@bogon～]#cd /usr/src/kernels/linux-3.8.7

[root@bogon～]#make menuconfig

当前面安装完ncurses动态库后，输入上述命令,窗口会出现文本交互菜单，在一些基本选项里输入“Y”确认，“N”放弃，“M”编译等选项，进行编译前的设置工作。

4.2 内核的编译

编译前的准备工作完成之后，接下来进入内核编译步骤。

4.2.1编 译 内 核 进 入/usr/src/kernels/ linux-3.8.7目录，执行make bzImage命令进行内核编译。

[root@bogon～]#make bzImage

命令执行成功后，会在/usr/src/linux/arch/i386/ boot目录下生成一个新内核的映像文件bzImage。

4.2.2编译内核模块 [root@bogon～]#make modules

4.2.3安装内核模块 [root@bogon～]#make modules_install

该过程一般需要花费半小时以上的时间。

4.2.4安装内核到系统 将编译好的新内核，安装到Linux系统中。

[root@bogon～]#make install

4.2.5启动选项的设置 Linux内核升级后，并没有将旧内核删除，因此在重启系统时，在GRUB菜单中会出现新、旧两个内核选项，通常新内核启动项位于第一行，旧内核启动项位于第二行，系统默认启动项为旧内核。此时，就需要通过修改开机菜单配置文件“/etc/grub. conf”，将默认启动选项设置为新内核，系统才会在启动之后，自动启用新内核。用vi命令打开配置文件。

[root@bogon～]#vi /etc/grub.conf

找到第一行的“default=0”参数项，将参数设为1，表示启动选项默认到第二行上，即系统启动时会自动加载新内核。

4.2.6验证新内核 重启系统之后，要看运行的是不是新内核，可以通过命令验证。

[root@bogon～]#uname -r

3.8.72-1.el6.i686

表示新内核已经安装完成，并开始工作。

5.结束语

Windows系统的内核与系统是合为一体的，要想升级操作系统，很多情况下需要重装系统，对服务器的管理和维护都不利；而Linux的内核与系统应用是既独立，又紧密相关的，可以在不需要重装系统的情况下进行内核的升级，有利于服务器的管理和维护。

首先，Linux内核版本相对于发行版来说是独立的，是由Linux的创始人Linus的团队负责研发，并单独发布；而基于Linux内核之上的系统应用，是由各公司独立开发，内核的开发与外部系统应用并不同步。

其次，内核版本与发行版本又是紧密相关的，Linux系统的新功能与特性，都依赖于内核，只有及时将系统内核升级，才能运用这些新功能，而且，可以不需要重装系统进行升级，给服务器管理带来了便利。

Linux系统对计算机硬件配置的要求十分低，部署了Linux系统的服务器可长时间稳定的运行，而且，在Linux内核4.0以后的版本，添加了“实时内核补丁”的特性，可以在服务器不重启的状态下，将内核更新，使系统达到最佳运行状态，这也是其它服务器操作系统目前不具备的。因此，及时将Linux内核进行编译升级，更有利于Linux服务器的稳定和管理效率的提高。

[1]曹江华.Linux常用命令手册[M].北京：电子工业出版社，2015.315-317.

[2]黄照鹤.Linux指令范例速查手册[M].北京：清华大学出版社，2014.432-434.

[3]赵炯.Linux内核完全剖析[M].北京：机械工业出版社，2006.405-407.

[4]（美）索贝尔.Linux命令、编辑器与shell编程（第3版）[M].北京：清华大学出版社，2013.203-206.

[5]谢蓉.Linux基础及应用[M].北京：中国铁道出版社，2005.4-5.

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1009-5624（2016）06-0021-03