升級Centos65安裝光盤中的內(nèi)核

1、升級CentOS6.5安裝鏡像中的Linux內(nèi)核版本前言因?yàn)橹肮P者所在公司的一款虛擬化平臺產(chǎn)品在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上部署時(shí)出現(xiàn)不兼容現(xiàn)象，懷疑是安裝介質(zhì)中我們所定制的Linux內(nèi)核與新服務(wù)器硬件不兼容導(dǎo)致，于是就牽涉到升級安裝介質(zhì)中Linux內(nèi)核的工作。由于這款虛擬化平臺產(chǎn)品是在CentOS6.5的基礎(chǔ)上定制得到，所以本質(zhì)上相當(dāng)于直接更新CentOS6安裝介質(zhì)中Linux內(nèi)核。關(guān)于如何定制一張Linux發(fā)行版光盤，以及如何在一個(gè)完整現(xiàn)有的Linux系統(tǒng)上升級內(nèi)核，網(wǎng)上各種文章鋪天蓋地幾乎已成大路貨。然而直接升級發(fā)行版介質(zhì)中的內(nèi)核卻少有提及，為此我將整個(gè)工作過程記錄下來，所用方式方法不一定最優(yōu)，但

2、意在拋磚引玉。在我進(jìn)行這項(xiàng)工作的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)上的內(nèi)核最新版本已悄然變?yōu)?.8.6，這是一個(gè)stable版本，于是乎決定就用它了。安裝光盤目錄結(jié)構(gòu)分析CentOS6.5安裝介質(zhì)目錄結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖1 CentOS發(fā)行版ISO目錄樹(1) EFI目錄主要用于64位的基于EFI的系統(tǒng)引導(dǎo)。其中的BOOT目錄下的BOOTX64.conf為grub的配置文件，用于顯示引導(dǎo)菜單。(2) images目錄：包含有各種引導(dǎo)鏡像。最重要的是引導(dǎo)第二階段安裝程序需要用到的鏡像文件install.img（CentOS7安裝盤中該文件名稱是squashfs.img），該鏡像文件內(nèi)部文件系統(tǒng)類型是s

3、quashfs，未經(jīng)壓縮，可以直接掛載（只讀），anaconda程序就在這個(gè)鏡像文件中。該目錄中還包含一個(gè)pxeboot目錄，主要用于制作PXE安裝方式引導(dǎo)介質(zhì)。(3) isolinux目錄：有開機(jī)引導(dǎo)系統(tǒng)安裝的內(nèi)核（vmlinuz）及臨時(shí)文件系統(tǒng)(initrd.img)，在引導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)會載入內(nèi)存。(4) Packages目錄：包含安裝所需的所有二進(jìn)制RPM包。(5) repodata目錄：一個(gè)位于光盤介質(zhì)上的yum源，內(nèi)部包含了軟件倉庫所有的配置文件。(6) TRANS.TBL文件：記錄當(dāng)前目錄的列表，用mkisofs的-T參數(shù)重新生成，主要是為了支持長文件名稱。(7) .discinfo文件

4、是安裝介質(zhì)的識別信息。.treeinfo文件記錄不同安裝方式安裝程序所在的目錄結(jié)構(gòu)，如PXE方式時(shí)，內(nèi)核kernel=images/pxeboot/vmlinuz，根文件系統(tǒng)initrd=images/pxeboot/initrd.img。CentOS安裝光盤是一張引導(dǎo)盤，啟動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)程序會分別將vmlinuz和initrd.img載入內(nèi)存，待內(nèi)核初始化完成后，會執(zhí)行initrd中的/sbin/init，/sbin/init加載/sbin/loader，最終加載運(yùn)行install.img中的anaconda安裝程序。anaconda會根據(jù)配置和用戶操作分別安裝Packages文件夾下的rpm包

5、，操作系統(tǒng)內(nèi)核也以rpm包的形式存在其中。因此，需要更新的文件主要是光盤中isolinux、image/pxeboot下的vmlinuz和initrd.img文件，Packages目錄下的內(nèi)核RPM包。編譯內(nèi)核及模塊第一步，從/上下載新版本的內(nèi)核源碼，linux內(nèi)核版本號中的第二位（即次版本號）為偶數(shù)的版本為穩(wěn)定版，為奇數(shù)的版本是處于開發(fā)中的非穩(wěn)定版，本文考慮到更新后的安裝程序需要用于生產(chǎn)環(huán)境，因此，選擇的版本號為4.8.6，即穩(wěn)定版。下載后直接用tar將源碼解壓到/usr/src/kernels路徑下。第二步，配置和編譯內(nèi)核。在配置和編譯內(nèi)核前，需先

6、準(zhǔn)備好相關(guān)工具環(huán)境，先執(zhí)行yum y install gcc ncurses-devel openssl createrepo，在源碼目錄下分別執(zhí)行下述命令即可生成內(nèi)核二進(jìn)制文件：# make menuconfig /啟動(dòng)一個(gè)圖形化內(nèi)核配置界面，該配置工具會將當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)核配置作為默認(rèn)配置，配置好后選擇<save>按鈕，會再內(nèi)核源碼目錄中生成一個(gè).config文件保存配置。# make bzImage /編譯內(nèi)核源碼，得到內(nèi)核壓縮文件vmlinuz# make modules /編譯內(nèi)核模塊# make modules_install /安裝內(nèi)核模塊# make install /安

7、裝內(nèi)核另外，還可能用到的make目標(biāo)有：# make clean /清除構(gòu)建過程中生成的中間文件和目標(biāo)文件，但保留內(nèi)核配置及構(gòu)建版本號# make mrproper /清除構(gòu)建過程中的中間文件和目標(biāo)文件，同時(shí)，清除內(nèi)核配置及構(gòu)建版本號生成內(nèi)核RPM包執(zhí)行：# make rpm-pkg可以生成內(nèi)核RPM包，該命令生成的內(nèi)核RPM包可在現(xiàn)有完整系統(tǒng)上直接安裝，執(zhí)行：# rpm ivh kernel-4.8.6-1.el6.x86_64.rpm < -force > < -nodeps >但是，如果將新生成的內(nèi)核RPM包替換掉Packages目錄中原有的內(nèi)核RPM包，則系統(tǒng)在

8、安裝后啟動(dòng)時(shí)可能會拋出Kernel Panic，原因是內(nèi)核RPM包在執(zhí)行過程中需要依賴其它一些第三方工具來最終完成安裝流程， 這些依賴關(guān)系需要配置到RPM包中，使得在安裝內(nèi)核前，先安裝這些被依賴的工具包，否則就會導(dǎo)致安裝不完整。下圖是原有2.6版本內(nèi)核RPM包和新生成的4.8.6版本的RPM包依賴關(guān)系對比圖：圖2 2.6.32版本內(nèi)核包默認(rèn)依賴圖3 4.8.6版本內(nèi)核包默認(rèn)依賴從上述兩張圖中可以看出明顯的差別，完成內(nèi)核安裝需執(zhí)行module-init-tools、initscripts、grubby、dracut等幾個(gè)包中的腳本，因此這幾個(gè)包必須先于內(nèi)核安裝。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，我所采用的辦法是

9、修改/usr/src/kernels/linux-4.8.6/scripts/package下的mkspec腳本，這是因?yàn)樵趍ake rpm-pkg時(shí)，會調(diào)用到該腳本來生成內(nèi)核RPM的SPEC文件。最終在mkspec文件中增加如下內(nèi)容：echo "PreReq: fileutils, module-init-tools, initscripts, grubby >= 7.0.4-1, dracut-kernel, /sbin/new-kernel-pkg, device-mapper-event-libs, device-mapper-libs, device-mapper-m

10、ultipath, device-mapper-multipath-libs, NetworkManager, NetworkManager-glib, crypto-utils, cryptsetup-luks, cryptsetup-luks-libs, lvm2, dmraid, dmraid-events, dracut, file, python, python-cryptsetup, sysvinit-tools"其中，“PreReq”表示依賴類型為install前。保存mkspec文件并重新make rpm-pkg，之后生成的RPM就可以直接放入到Packages目錄中

11、用于系統(tǒng)全新安裝了，檢查新生成的內(nèi)核RPM可以看到如下景象：圖4 新生成的kernel-4.8.6 RPM依賴項(xiàng)圖4中的這些依賴項(xiàng)是我初步整理之后的一個(gè)結(jié)果，可能有個(gè)別依賴不是必要的，但由于編譯構(gòu)建內(nèi)核花費(fèi)時(shí)間較長，為了減少失敗次數(shù)，保險(xiǎn)起見將其加到PreReq中了。具體依賴關(guān)系還有待進(jìn)一步深入分析。更新initrd.imgCentOS6.5安裝鏡像中的initrd.img文件是一個(gè)CPIO包，采用LZMA壓縮算法進(jìn)行了壓縮，可以直接用lzma和cpio進(jìn)行解壓解包后得到一個(gè)完整的目錄樹。這個(gè)文件本質(zhì)上是一個(gè)ramfs，它的地位和作用與系統(tǒng)中/boot/initramfs-<versio

12、n>.<EL>.<arch>.img文件是一致的，即：為安裝程序內(nèi)核提供了一個(gè)帶有驅(qū)動(dòng)模塊的臨時(shí)內(nèi)存文件系統(tǒng)，同時(shí)initrd.img中還包含了安裝程序第一階段所需要的初始化程序/init、/sbin/loader。更新initrd就是要將新編譯出來的模塊文件添加到它內(nèi)部/modules中，但是，我將更新后的操作系統(tǒng)/lib/modules/下的內(nèi)容直接添加進(jìn)去卻失敗了，內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)同樣出現(xiàn)panic，而且這種方式也導(dǎo)致initrd.img文件尺寸暴增，后來我又將編譯后生成的initramfs文件中的modules添加進(jìn)去，也失敗了，內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)識別不了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，因?yàn)?/p>

13、initramfs中的modules不完整。看來，只能通過dracut重新生成一份帶完整驅(qū)動(dòng)模塊的initramfs文件，并從該文件中得到modules。#dracut -f -v -hostonly -k "/lib/modules/4.8.6/" /boot/initramfs-4.8.6.img 4.8.6上述命令利用dracut生成一份用于本地使用的initramfs文件，該文件包含了當(dāng)前宿主機(jī)上已經(jīng)被加載的模塊文件。如果想將生成的initramfs文件放到別的主機(jī)上使用，則去掉“- hostonly”即可，執(zhí)行：#dracut -f -v -k "/li

14、b/modules/4.8.6/" /boot/initramfs-4.8.6.img 4.8.6這樣可以讓initramfs內(nèi)的驅(qū)動(dòng)模塊相對完整一些。但CentOS安裝鏡像需要在不同硬件環(huán)境下使用，因此需要將盡可能多的驅(qū)動(dòng)模塊包含進(jìn)去，dracut提供了一種配置機(jī)制讓我們可以定制模塊或驅(qū)動(dòng)。在/etc/dracut.conf中可以看到如下內(nèi)容：圖5 dracut.conf文件可以將需要添加和濾除的模塊驅(qū)動(dòng)追加到上述“dracutmodules”、“omit_dracutmodules”、“add_dracutmodules”、“add_drivers”等變量中，關(guān)于這些變量的具體含

15、義在其上方都有注釋說明。不難看出，為了實(shí)現(xiàn)將盡可能完整的驅(qū)動(dòng)模塊打包進(jìn)initramfs文件這一目的，只需要將所有待定制的驅(qū)動(dòng)模塊文件的文件名（包含路徑且不含后綴）添加到dracutmodules這個(gè)變量中，在進(jìn)行具體操作前，還有兩件事情需要完成：第一，dracut.conf是老版本dracut所使用的配置文件，根據(jù)要求新版本的配置文件須放入到/etc/dracut.conf.d/目錄下，文件名可自定義，但后綴必須是conf，因此，事先將dracut.conf拷貝一份進(jìn)dracut.conf.d并重命名為mydracut.conf。第二，由于待添加的驅(qū)動(dòng)模塊文件數(shù)量眾多，一個(gè)個(gè)手動(dòng)加到add_

16、driver中是件苦差。我采用的辦法是寫一個(gè)腳本，把這些文件路徑和文件名都提出來導(dǎo)出為一個(gè)環(huán)境變量，然后將環(huán)境變量加到mydracut.conf中，具體地，可以創(chuàng)建一個(gè)expmod.sh文件并添加如下內(nèi)容：#!/bin/bashALL_DRVS=all_drvs_l="$(find /lib/modules/4.8.6/kernel/ -name '*.ko')" #找到所有后綴為ko的模塊文件for i in $all_drvs_l; do ALL_DRVS=$ALL_DRVS$i/.ko/ #dracut要求濾掉文件后綴名kodoneexport ALL

17、_DRVS接著，修改/etc/dracut.conf.d/mydracut.conf中第13行為：add_drivers+="$ALL_DRVS"之后開始生成一個(gè)initramfs，可暫時(shí)命名為tmpinitramfs.img。# chmod u+x expmod.sh# source expmod.sh# dracut -f -v -k "/lib/modules/4.8.6/" /tmp/tmpinitramfs.img這時(shí)，生成的tmpinitramfs.img包含的驅(qū)動(dòng)模塊會非常完整，生成這個(gè)文件的目的當(dāng)然是為了得到其中/lib/modules的

18、內(nèi)容。下面開始正式升級光盤中的initrd.img文件。第1步，創(chuàng)建兩個(gè)臨時(shí)目錄# mkdir -pv /tmp/initrd.d /tmp/initrd.d.tmp將原來CentOS光盤鏡像中的initrd.img拷貝到/tmp/initrd.d中，將新生成的tmpinitramfs.img拷貝到/tmp/initrd.d.tmp中。第2步，將原有的initrd.img解壓解包# cd /tmp/initrd.d# mv initrd.img initrd.img.lzma# lzma -d initrd.img.lzma# cpio -ivmd< initrd.img第3步，提取新版

19、本（4.8.6）的modules，并將其中所有文件拷貝至第2步操作后的目錄結(jié)構(gòu)中# cd /tmp/initrd.d.tmp# mv tmpinitramfs.img tmpinitramfs.img.gz# gunzip tmpinitramfs.img.gz# cpio -ivmd<tmpinitramfs.img# cp -r lib/modules/4.8.6 /tmp/initrd.d/modules第4步，生成新的initrd.img# cd /tmp/initrd.d# rm -f initrd.img# find . | cpio -o -H newc>initrd

20、.img至此，新的initrd.img生成了。更新光盤介質(zhì)中軟件倉庫更新Packages目錄中的內(nèi)核及相關(guān)工具，并生成新的yum倉庫。第1步，用過yum工具更新內(nèi)核工具包module-init-tools，initscripts，grubby，sysvinit-tools，事先確保系統(tǒng)已經(jīng)安裝了yum-utils # yum install yum-utils然后，下載上述工具及其依賴包# yum install y module-init-tools，initscripts，grubby，sysvinit-tools -downloadonly -downloaddir=./第2步，在/tmp內(nèi)建立一個(gè)臨時(shí)目錄作為新軟件倉庫base目錄# cd /tmp && cd $(mktemp -d Packages.XXXXX)掛載原有光盤鏡像，將光盤鏡像中Packages目錄拷貝到/tmp/ Packages.XXXXX中。# mount t iso9660 /dev/sr0 /mnt#cp -r /mnt/Packages ./第3步，將第1步下載的RPM包連同kernel-4.8.6-1.x86_64.rpm一并替換到