女主宣言
该文章出自于ADDOPS团队，该文章带入式的给大家介绍了一遍升级内核的流程，因为升级内核在运维工作中是经常的事情，但是同样的工作，同样的流程，如何让流程更加优雅和高效，是ADDOPS团队一直探索的点。也希望该文章能给大家一些启发，让大家在日常的运维工作中更加的高效和优雅。
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前言
大家都知道linux最核心的组件就是kernel：“内核”，有的时候修改内核代码来满足一些功能，有时候需要使用比较新的版本的一些特性，这时候就需要升级内核。
本文和大家聊聊如何优雅的升级内核。
kernel简介
什么是kernel，linux由用户空间和内核空间组成，内核空间负责和硬件驱动打交道，基本上你的每项操作都通过内核反应到硬件当中，很多核心的操作也需要内核支持才行，比如iptables，cgroup，一些系统debug等。
kernel组成
kernel基本有以下文件组成：
/boot/vmlinuz-3.8.0 内核核心启动程序 启动第一时间加载它 vmlinuz是可引导的、压缩的内核。
/boot/initramfs-3.8.0.img 内核核心预加载模块 将磁盘中核心模块抽离出来,因为在内核启动时候为了避免不必要问题，将一些用到的驱动等压缩到img中，虚拟出一个rootfs，待所有都准备好再加载真实文件分区,避免启动时的分区挂载问题。
/boot/System.map-xxx 核心功能对应表
/lib/module/kernel.版本号 内核加载的模块，内核模块有些是静态编译有些动态加载，动态加载的模块就放在这，以.ko方式存在。
/lib/firmware 驱动固件,网卡驱动等程序。
/etc/grub.conf 启动文件，管理要启动哪个内核，启动方式等。
kernel加载顺序
boot loader Boot loader依据预先设定的条件，将kernel与initrd这两个image载入到RAM
boot loader > kernel 完成必要的动作后，准备将执行权交给Linux kernel
kernel进行一系列初始化动作，initrd所在的记忆体被kernel对应为/dev/initrd装置设备，透过kernel内部的decompressor (gzip解压缩)解开该内容并复制到/dev/ram0装置设备上
kernel Linux以R/W (可读写)模式将/dev/ram0挂载为暂时性的rootfs
kernel space > user space kernel准备执行/dev/ram0上的/linuxrc程式，并切换执行流程 user space linuxrc与相关的程式处理特定的操作，比方说准备挂载rootfs等。
user space kernel space /linuxrc执行即将完毕，执行权转交给kernel。
kernel Linux挂载真正的rootfs并执行/sbin/init程式 user space依据Linux distribution规范的流程，执行各式系统与应用程序。
编译内核
了解以上，我们就可以自己编译内核了，目前内核编译已经非常简单，只需要几步就可完成。
下载
去 https://www.kernel.org/ 上下载你要编译的版本，以下操作基于3.12.17。
make mrproper
删除之前编译的配置等，相当于make clean all
make menuconfig
加载配置管理界面，你可能需要先安装ncurses-devel。
这里面会有好多好多选项，比如是否编译蓝牙驱动，是否编译NAT模块等等，选项基本为m，y，n，这样会引发几个问题。
有些选项没有加载，使得你编译的内核某些功能用不了，比如NAT模块我之前没选y，就得重新编译
有很多是和硬件，服务器配置有关，我们不清楚。
上面的make menuconfig命令，实际上就是在内核编译文件夹下生成了.config文件，只不过使用可视化方式让选择更方便一些，最终内核是基于.config文件的配置来进行编译的。
时至今日，内核模块已非常的丰富（繁多），如果全部都编译加载的话，内核将变的非常臃肿，你在编译的时候最好按需加载,每个模块是否加载都有.config文件来决定。 比如以下配置表明是否开启cgroup
CONFIG_CGROUP_SCHED=y
CONFIG_CGROUPS=y
CONFIG_CGROUP_NS=y
CONFIG_CGROUP_FREEZER=y
CONFIG_CGROUP_DEVICE=y
CONFIG_CGROUP_CPUACCT=y
CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR=y
CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP=y
CONFIG_BLK_CGROUP=y
CONFIG_CGROUP_PERF=y
CONFIG_SCHED_AUTOGROUP=y
CONFIG_CFQ_GROUP_IOSCHED=y
CONFIG_NET_CLS_CGROUP=y
CONFIG_NETPRIO_CGROUP=y
在你编译内核过程中，必然面临一个问题，就是这么多内核选项，我要开启哪些？我要精简哪些？
这块有个技巧就是你找到现在服务器用得内核配置，把它拷贝一份作为一个默认的config文件，当然你得注意内核版本，版本相差太大很多参数是不一样的。
所以调优内核编译参数是个技术活
make dep
保存好配置以后，meke dep内核程序还会自己check依赖关系，哪些配置可用等，它会修改你的.config文件，把它变成这台机器上可用的。
make clean
清除上一次编译的残留文件
make -j8 bzImage
编译内核并压缩成一个img镜像，make -j8 -jn为多进程一般为cpu核心数2倍，如果24核就可以-j48 这样会速度会加快很多。
make -j8 modules
编译各个依赖模块
make -j8 modules_install
安装各个模块，其实就是把模块拷贝到/lib/modules/kernel.版本号/里
make -j8 install
安装内核，将镜像，预加载文件，拷贝到/boot中，修改/etc/grub.conf文件
默认内核程序会将新安装得内核顺序调成0，而启动调成1，把它手动调成0，重启才用新内核。
至此内核编译就结束了，然后到了最关键一步，重启，如果重启成功，基本上不会有太大问题，如果启动失败，那就要看具体报错来调整了。
内核移植
编译内核耗时很长，如果你编译好新的内核，想要在很多服务器上批量升级该怎么办？难道每台服务器都要重新编译一遍么？
当然不用，这里就涉及到内核移植。
移植文件
内核依赖以下几个文件
/bootvmlinuz-3.12.16 内核镜像
/boot/System.map-3.12.16 系统表
/lib/moudles 内核模块库
/lib/firware 内核相关驱动程序
将这些文件打个包传到新的机器上,然后执行拷贝。
cp vmlinuz-3.12.16 /boot/
cp System.map-3.12.16 /boot/
mkdir -p /lib/modules/3.12.16
/bin/cp -r moudles/* /lib/modules/3.12.16/
mv /lib/firmware /lib/firmware_old
cp -r firware /lib/
生成镜像
/sbin/new-kernel-pkg -v --mkinitrd --depmod --install --make-default --dracut --host-only 3.12.35-101.el6.x86_64
然后手动修改grub引导顺序即可。
这样就可以将编译好的内核在其它服务器上使用了，但是你是不是觉得还是有些繁琐，那么还有更优雅的升级内核方式么？当然有，使用rpm。
rpm包升级
在centos系统中，所有的软件更新都以rpm方式完成的，包括kernel，你可以看到系统上存在如下rpm包
kernel-devel-3.10.0-327.36.3.el7.x86_64
kernel-headers-3.10.0-229.el7.x86_64
kernel-3.10.0-327.36.3.el7.x86_64
kernel-devel-3.10.0-229.el7.x86_64
kernel-3.10.0-229.el7.x86_64
你也可以将编译好的内核build成rpm包，这样需要升级内核的服务器只要执行一条命令就行了
yum upgrade kernel
那么如何将自己编译的内核build成rpm包呢？
最简单的方式是参考官方的spec文件，然后做一点修改。
下载srpm
首先下载srpm包，并解压，比如kernel-3.10包地址：
http://vault.centos.org/7.3.1611/os/Source/SPackages/kernel-3.10.0-514.el7.src.rpm
解压srpm
rpm -i kernel-3.10.0-514.el7.src.rpm
在以下目录下会看到spec文件
/root/rpmbuild/SPECS/kernel.spec
修改替换
在/root/rpmbuild/SOURCES/文件夹下你会看到很多kernel相关的包文件： 比如"linux-2.6.32-504.30.3.el6.tar.bz2"就是kernel的源码文件。
在spec中做一系列替换操作比如"Source 0"替换为你需要的源码包文件，替换相关config等，就可以重新build一个属于你的kernel rpm包了。
值得一提的是，yum按照小版本号由大到小来判断具体升级哪个包，这样你可以把版本号调的高一些比如"100",这样即使官方的kernel也进行了更新，但是版本号没有你的高，每次升级还是默认升级你定制的kernel rpm。
这样你就可以只用“yum upgrade”一条命令优雅的升级你的内核。