[经验]

为什么要打印version信息？kernel version实现原理是什么

2022-6-21 16:18:41

2242 Linux系统 SoC芯片驱动程序

kernel 启动时通常会看到下面第二行信息的内容，它们代表了当前 kernel 的版本、编译工具版本、编译环境等信息。

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，系统启动过程中的任何一条打印信息，都是经过了无数次讨论和验证才呈现在大家的面前。看似无关紧要的一条信息，但背后却隐藏着非常有趣的故事。

为什么要打印version信息

当系统启动之后有很多种方式能够确定内核版本号信息，在嵌入式或安卓 kernel 系统下，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 ]#

在发行版 linux 系统环境下，还可以用下面的命令查看版本信息：

hostnamectl

lsb_release

以上方法都是系统启动正常、加载完文件系统之后使用的。
那么，系统启动过程中是否有必要打印内核版本信息呢？答案是完全有必要。

例如下面列出的几种应用场景：
SoC 芯片的 kernel 适配
可装载驱动程序调试
多分支内核版本加载
内核伪装

kernel version实现原理

kernel version这条打印信息来源于start_kernl()中的linux_banner字符串。

这里的banner好比是ubuntu系统里的ssh登录横幅一样，呈现了系统的一些基本信息。

banner字符串的定义位于init/version.c中，注意，它是一个只读字符串，不要去修改它。

由以下几部分组成：

UTS_RELEASE
对应"5.4.124+"

LINUX_COMPILE_BY
对应"funny"，我的编译机funny

LINUX_COMPILE_HOST
对应"funny"，我的编译机Host是funny

LINUX_COMPILER
对应"gcc version 6.5.0 (Linaro GCC 6.5-2018.12"

UTS_VERSION
对应"#30 SMP Sat Sep 11 11:10:28 CST 2021"
UTS:Unix Time Stamp，从这个名字可以看出linux中的UNIX印记。

接下来对这些字符串逐条进行解析

上面这些宏的第一级定义位于./scripts/mkcompile_h文件中。

UTS_VERSION

LINUX_COMPILE_BY
LINUX_COMPILE_HOST
LINUX_COMPILER

UTS_RELEASE --- 重点分析这个宏的来源
这是一个在kernel顶层Makefile中定义的一个宏，如下：

提高make的打印等级可以看到，上面的脚本内容经过翻译之后如下：
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+"; }
现在可以确定KERNELRELEASE就是从kernel.release文件中获取到的。打开kernel.release确认一下：

其中KERNELRELEASE对应5.4.124+。

KERNELRELEASE又是怎么来的呢？
KERNELRELEASE同样也是在Makefile中定义的、自动生成的字符串，它可以在多个地方被修改。在Makefile中查找KERNELRELEASE字符串，看见它是由下面这条命令生成的。

这条命令里的2>/dev/null的含义是：若cat失败即没有取到文件内容，那么将错误信息输出到黑洞文件。
通过下面命令验证：

一切准备就绪之后，通过下面的代码将UTS_RELEASE更新到utsrelease.h中。

其中filechk的定义位于scripts/Kbuild.include

而utsrelease.h中内容如下：

这就是我们内核启动过程中打印出来的kernel version信息。

原作者： Linux与SoC