引言

kernel 啟動時通常會看到下面第二行信息的內(nèi)容，它們代表了當前 kernel 的版本、編譯工具版本、編譯環(huán)境等信息。

Booting?Linux?on?physical?CPU?0x0 Linux?version?5.4.124+?(funny@funny)?(gcc?version?6.5.0?(Linaro?GCC?6.5-2018.12))?#30?SMP?Sat?Sep?11?11:10:28?CST?2021 ......

要知道，系統(tǒng)啟動過程中的任何一條打印信息，都是經(jīng)過了無數(shù)次討論和驗證才呈現(xiàn)在大家的面前?？此茻o關緊要的一條信息，但背后卻隱藏著非常有趣的故事。

為什么要打印version信息

當系統(tǒng)啟動之后有很多種方式能夠確定內(nèi)核版本號信息，在嵌入式或安卓 kernel 系統(tǒng)下，查看版本信息：

• uname

[root@cpu?]#?uname?-a Linux?cpu?5.4.124+?#30?SMP?Sat?Sep?11?11:10:28?CST?2021?armv7l?GNU/Linux [root@cpu?]#

• proc/version

[root@cpu?]#?cat?/proc/version Linux?version?5.4.124+?(funny@funny)?(gcc?version?6.5.0?(Linaro?GCC?6.5-2018.12))?#30?SMP?Sat?Sep?11?11:10:28?CST?2021 [root@cpu?]#

在發(fā)行版 linux 系統(tǒng)環(huán)境下，還可以用下面的命令查看版本信息：

• hostnamectl

funny@funny:~$?hostnamectlStatic?hostname:?funnyIcon?name:?computer-vmChassis:?vm...Virtualization:?vmwareOperating?System:?Ubuntu?16.04.7?LTSKernel:?Linux?4.15.0-142-genericArchitecture:?x86-64 funny@funny:~$

• lsb_release

No?LSB?modules?are?available. Distributor?ID:?Ubuntu Description:????Ubuntu?16.04.7?LTS Release:????????16.04 Codename:???????xenial

以上方法都是系統(tǒng)啟動正常、加載完文件系統(tǒng)之后使用的。
那么，系統(tǒng)啟動過程中是否有必要打印內(nèi)核版本信息呢？答案是完全有必要。

例如下面列出的幾種應用場景：

SoC 芯片的 kernel 適配

可裝載驅動程序調試

多分支內(nèi)核版本加載

內(nèi)核偽裝

kernel version實現(xiàn)原理

kernel version這條打印信息來源于start_kernl()中的linux_banner字符串。

asmlinkage?__visible?void?__init?start_kernel(void) { ...boot_cpu_init();page_address_init();pr_notice("%s",?linux_banner); ...

這里的banner好比是ubuntu系統(tǒng)里的ssh登錄橫幅一樣，呈現(xiàn)了系統(tǒng)的一些基本信息。

Welcome?to?Ubuntu?16.04.7?LTS?(GNU/Linux?4.15.0-142-generic?x86_64)*?Documentation:??https://help.ubuntu.com*?Management:?????https://landscape.canonical.com*?Support:????????https://ubuntu.com/advantage*?Super-optimized?for?small?spaces?-?read?how?we?shrank?the?memoryfootprint?of?MicroK8s?to?make?it?the?smallest?full?K8s?around.https://ubuntu.com/blog/microk8s-memory-optimisation ...

banner字符串的定義位于init/version.c中，注意，它是一個只讀字符串，不要去修改它。

const?char?linux_banner[]?="Linux?version?"?UTS_RELEASE?"?("?LINUX_COMPILE_BY?"@"LINUX_COMPILE_HOST?")?("?LINUX_COMPILER?")?"?UTS_VERSION?"\n";

由以下幾部分組成：

• UTS_RELEASE
  對應"5.4.124+"

• LINUX_COMPILE_BY
  對應"funny"，我的編譯機funny

• LINUX_COMPILE_HOST
  對應"funny"，我的編譯機Host是funny

• LINUX_COMPILER
  對應"gcc version 6.5.0 (Linaro GCC 6.5-2018.12"

• UTS_VERSION
  對應"#30 SMP Sat Sep 11 11:10:28 CST 2021"
  UTS:Unix Time Stamp，從這個名字可以看出linux中的UNIX印記。

接下來對這些字符串逐條進行解析

上面這些宏的第一級定義位于./scripts/mkcompile_h文件中。

{?echo?/\*?This?file?is?auto?generated,?version?$VERSION?\*/if?[?-n?"$CONFIG_FLAGS"?]?;?then?echo?"/*?$CONFIG_FLAGS?*/";?fiecho?\#define?UTS_MACHINE?\"$ARCH\"echo?\#define?UTS_VERSION?\"`echo?$UTS_VERSION?|?$UTS_TRUNCATE`\"echo?\#define?LINUX_COMPILE_BY?\"`echo?$LINUX_COMPILE_BY?|?$UTS_TRUNCATE`\"echo?\#define?LINUX_COMPILE_HOST?\"`echo?$LINUX_COMPILE_HOST?|?$UTS_TRUNCATE`\"echo?\#define?LINUX_COMPILER?\"`$CC?-v?2>&1?|?grep?'?version?'?|?sed?'s/[[:space:]]*$//'`\" }?>?.tmpcompile

UTS_VERSION

UTS_VERSION="#$VERSION" CONFIG_FLAGS="" if?[?-n?"$SMP"?]?;?then?CONFIG_FLAGS="SMP";?fi if?[?-n?"$PREEMPT"?]?;?then?CONFIG_FLAGS="$CONFIG_FLAGS?PREEMPT";?fi if?[?-n?"$PREEMPT_RT"?]?;?then?CONFIG_FLAGS="$CONFIG_FLAGS?PREEMPT_RT";?fi UTS_VERSION="$UTS_VERSION?$CONFIG_FLAGS?$TIMESTAMP"

LINUX_COMPILE_BY
LINUX_COMPILE_HOST
LINUX_COMPILER

if?test?-z?"$KBUILD_BUILD_USER";?thenLINUX_COMPILE_BY=$(whoami?|?sed?'s/\\/\\\\/')elseLINUX_COMPILE_BY=$KBUILD_BUILD_USERfiif?test?-z?"$KBUILD_BUILD_HOST";?thenLINUX_COMPILE_HOST=`hostname`elseLINUX_COMPILE_HOST=$KBUILD_BUILD_HOSTfi

UTS_RELEASE --- 重點分析這個宏的來源
這是一個在kernel頂層Makefile中定義的一個宏，如下：

uts_len?:=?64 define?filechk_utsrelease.hif?[?`echo?-n?"$(KERNELRELEASE)"?|?wc?-c?`?-gt?$(uts_len)?];?then?\echo?'"$(KERNELRELEASE)"?exceeds?$(uts_len)?characters'?>&2;????\exit?1;?????????????????????????????????????????????????????????\fi;???????????????????????????????????????????????????????????????\echo?\#define?UTS_RELEASE?\"$(KERNELRELEASE)\" endef

提高make的打印等級可以看到，上面的腳本內(nèi)容經(jīng)過翻譯之后如下：

if?[?`echo?-n?"5.4.124+"?|?wc?-c?`?-gt?64?];?then?echo?'"5.4.124+"?exceeds?64?characters'?>&2;?exit?1;?fi;?echo?\#define?UTS_RELEASE?\"5.4.124+\";?}

現(xiàn)在可以確定KERNELRELEASE就是從kernel.release文件中獲取到的。打開kernel.release確認一下：

其中KERNELRELEASE對應5.4.124+。

KERNELRELEASE又是怎么來的呢？
KERNELRELEASE同樣也是在Makefile中定義的、自動生成的字符串，它可以在多個地方被修改。在Makefile中查找KERNELRELEASE字符串，看見它是由下面這條命令生成的。

KERNELRELEASE?=?$(shell?cat?include/config/kernel.release?2>?/dev/null)

這條命令里的2>/dev/null的含義是：若cat失敗即沒有取到文件內(nèi)容，那么將錯誤信息輸出到黑洞文件。
通過下面命令驗證：

funny@funny:~$?cat?funny.txt funny??yeah funny@funny:~$?B=$(cat?funny.txt?2>?/dev/null) funny@funny:~$?echo?$B funny??yeah funny@funny:~$

一切準備就緒之后，通過下面的代碼將UTS_RELEASE更新到utsrelease.h中。

1195?include/generated/utsrelease.h:?include/config/kernel.release?FORCE 1196?????????$(call?filechk,utsrelease.h)

其中filechk的定義位于scripts/Kbuild.include

define?filechk$(Q)set?-e;?????????????????????????????????????????????\mkdir?-p?$(dir?$@);?????????????????????????????????????\trap?"rm?-f?$(dot-target).tmp"?EXIT;????????????????????\{?$(filechk_$(1));?}?>?$(dot-target).tmp;???????????????\if?[?!?-r?$@?]?||?!?cmp?-s?$@?$(dot-target).tmp;?then???\$(kecho)?'??UPD?????$@';????????????????????????\mv?-f?$(dot-target).tmp?$@;?????????????????????\fi endef

而utsrelease.h中內(nèi)容如下：

linux$?cat?./obj/include/generated/utsrelease.h #define?UTS_RELEASE?"5.4.124+" linux$

這就是我們內(nèi)核啟動過程中打印出來的kernel version信息。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的你知道kernel version的实现原理和细节吗的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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