.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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:Original: Documentation/admin-guide/README.rst
:譯者:
吳想成 Wu XiangCheng <bobwxc@email.cn>
胡皓文 Hu Haowen <src.res.211@gmail.com>
Linux內核5.x版本 <http://kernel.org/>
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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？
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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？
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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
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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
:ref:`Documentation/process/changes.rst <changes>` 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
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- 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
:ref:`Documentation/process/applying-patches.rst <applying_patches>` 。
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
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編譯和運行5.x內核需要各種軟體包的最新版本。請參考
:ref:`Documentation/process/changes.rst <changes>`
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
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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
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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
Documentation/kbuild/kconfig.rst。
- ``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
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- 確保您至少有gcc 5.1可用。
有關更多信息，請參閱 :ref:`Documentation/process/changes.rst <changes>` 。
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
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- 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
Documentation/admin-guide/bug-hunting.rst。
- 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
『Documentation/admin-guide/reporting-issues.rst』。
- 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。