linux 内核配置简介

Gentoo Linux Gentoo内核(gentoo-sources)特有的选项

Gentoo Linux support CONFIG_GENTOO_LINUX

选"Y"之后会自动选择那些。Gentoo内核选项必须在环境中打开，以避免用户遗漏一些必要的选项，减少用户配置内核的难度.建议选"Y".

Linux dynamic and persistent device naming (userspace devfs) support CONFIG_GENTOO_LINUX_UDEV

目前此项的作用仅是开启CONFIG_TMPFS和CONFIG_DEVTMPFS所依赖的选项.CONFIG_TMPFS是为了在"/dev/shm","/run","/sys/fs/cgroup"挂载在三个目录中tmpfs文件系统,CONFIG_DEVTMPFS是为了在"/dev"目录挂载devtmpfs文件系统.建议选"Y".

Support for init systems, system and service managers

"init"系统(系统与服务管理器)."init"内核启动的第一个用户空间程序(PID=1)，也是所有用户态过程"大总管"([提示]所有核态过程的大总管都是PID=2的[kthreadd]).

OpenRC, runit and other script based systems and managers CONFIG_GENTOO_LINUX_INIT_SCRIPT

OpenRC是Gentoo传统的"init"系统,使用基于 SysVinit传统的脚本启动技术.选"Y"后,所有OpenRC目前只有必要的内核选项(CONFIG_BINFMT_SCRIPT)将自动选择.不确定的选"Y".

systemd CONFIG_GENTOO_LINUX_INIT_SYSTEMD

虽然不完美，但也不完美 systemd确实是目前风头最强的。"init"系统，大有在Linux世界统一江湖的霸气和潜力.仅在你打算 从OpenRC迁移到systemd时选"Y".选"Y"之后，内核中的所有被子 systemd自动选择所依赖的选项，包括 systemd总共有20个建议(而非必要)选项.

General setup 常规设置

Cross-compiler tool prefix CONFIG_CROSS_COMPILE

交叉编译工具前缀(比如"arm-linux-"相当于使用"make CROSS_COMPILE=arm-linux-"进行编译).除非你想配置后默认自动进行交叉编译,否则不要使用此选项.

Local version - append to kernel release CONFIG_LOCALVERSION

在内核版本后面加上自定义的版本字符串(最大64字符),可以用"uname -a"命令看到

Automatically append version information to the version string CONFIG_LOCALVERSION_AUTO

自动在版本字符串(CONFIG_LOCALVERSION)后面添加版本信息(类似"-gxxxxxxxx"格式),需要有perl以及git仓库支持

Kernel compression mode

内核镜像的压缩格式,可选Gzip/Bzip2/LZMA/XZ/LZO格式之一,推荐使用XZ格式.你的系统中需要有相应的压缩工具.

Default hostname CONFIG_DEFAULT_HOSTNAME

设置默认主机名,默认值是"(none)".用户可以随后使用系统调用sethostname()来修改主机名.

Support for paging of anonymous memory (swap) CONFIG_SWAP

使用交换分区或者交换文件来做为虚拟内存

System V IPC CONFIG_SYSVIPC

System V  进程间通信(IPC)支持,用于进程间同步和交换数据,许多程序需要这个功能.选"Y",除非你确实知道自己在做什么

POSIX Message Queues CONFIG_POSIX_MQUEUE

POSIX消息队列是POSIX IPC的一部分,如果你想编译和运行那些使用"mq_*"系统调用的程序(比如为Solaris开发的程序),就必须开启此选项.POSIX消息队列可以作为"mqueue"文件系统挂载以方便用户对队列进行操作.不确定的选"Y".

open by fhandle syscalls CONFIG_FHANDLE

用户程序可以使用句柄(而非文件名)来追踪文件(使用open_by_handle_at(2)/name_to_handle_at(2)系统调用),即使某文件被重命名,用户程序依然可定位那个文件.此特性有助于实现用户空间文件服务器(userspace file server).不确定的选"N",但使用systemd的建议选"Y".

Auditing support CONFIG_AUDIT

内核审计(跟踪每个进程的活动情况)支持,某些安全相关的内核子系统(例如SELinux)需要它

Enable system-call auditing support CONFIG_AUDITSYSCALL

对系统调用进行审计.既可独立使用,也可被其他内核子系统(例如SELinux)使用.

Make audit loginuid immutable CONFIG_AUDIT_LOGINUID_IMMUTABLE

审计时使用固定的loginuid.在使用 systemd之类的系统上应该开启(login服务由init进程负责重启),在使用 SysVinit或 Upstart之类的系统上应该关闭(login服务由系统管理员手动重启). OpenRC就是一个基于SysVinit的系统.

IRQ subsystem

IRQ(中断请求)子系统

Expose hardware/virtual IRQ mapping via debugfs CONFIG_IRQ_DOMAIN_DEBUG

通过debugfs中的irq_domain_mapping文件向用户显示硬件IRQ号/Linux IRQ号之间的对应关系.仅用于开发调试.

Support sparse irq numbering CONFIG_SPARSE_IRQ

稀疏IRQ号支持.它允许在小型设备上(例如嵌入式设备)定义一个很高的CONFIG_NR_CPUS值,但仍然不希望占用太多内核" memory footprint"(一段可以被操作或被管理的内存区域)的场合.稀疏IRQ也更适合NUMA平台,因为它以一种对NUMA更友好的方式分发中断描述符.不确定的选"N".

Timers subsystem

Linux内核时钟子系统

Timer tick handling

内核时钟滴答处理程序,更多信息可以参考内核源码树下的" Documentation/timers/NO_HZ.txt"文件

Periodic timer ticks (constant rate, no dynticks) CONFIG_HZ_PERIODIC

无论CPU是否需要,都强制按照固定频率不断触发时钟中断.这是最耗电的方式,不推荐使用

Idle dynticks system (tickless idle) CONFIG_NO_HZ_IDLE

CPU在空闲状态时不产生不必要的时钟中断,以使处理器能够在较低能耗状态下运行以节约电力,适合于大多数场合

Full dynticks system (tickless) CONFIG_NO_HZ_FULL

完全无滴嗒:即使CPU在忙碌状态也尽可能关闭所有时钟中断,适用于CPU在同一时间仅运行一个任务,或者用户空间程序极少与内核交互的场合.即使开启此选项,也需要额外设置"nohz_full=?"内核命令行参数才能真正生效.

Full dynticks system on all CPUs by default CONFIG_NO_HZ_FULL_ALL

即使没有设置"nohz_full"引导参数,也默认对所有CPU(boot CPU 除外)开启完全无滴答特性.

Old Idle dynticks config CONFIG_NO_HZ

等价于CONFIG_NO_HZ_IDLE,临时用来兼容老版本内核选项,未来会被删除.

High Resolution Timer Support CONFIG_HIGH_RES_TIMERS

高精度定时器(hrtimer)是从2.6.16开始引入,用于取代传统timer wheel( 基于jiffies定时器)的时钟子系统.可以降低与内核其他模块的耦合性,还可以提供比1毫秒更高的精度(因为它可以读取HPET/TSC等新型硬件时钟源),可以更好的支持音视频等对时间精度要求较高的应用.建议选"Y".[提示]这里说的"定时器"是指"软件定时器",而不是主板或CPU上集成的 硬件时钟发生器(ACPI PM Timer/HPET Timer/TSC Timer).

CPU/Task time and stats accounting

CPU/进程的时间及状态统计

Cputime accounting

CPU时间统计方式

Simple tick based cputime accounting CONFIG_TICK_CPU_ACCOUNTING

简单的基于滴答的统计,适用于大多数场合

Deterministic task and CPU time accounting CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE

通过读取CPU计数器进行统计,可以提供更精确的统计,但是对性能有一些不利影响.

Full dynticks CPU time accounting CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN

利用上下文跟踪子系统,通过观察每一个内核与用户空间的边界进行统计.该选项对性能有显著的不良影响,目前仅用于完全无滴答子系统(CONFIG_NO_HZ_FULL)的调试

Fine granularity task level IRQ time accounting CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING

通过读取TSC时间戳进行统计,这是统计进程IRQ时间的更细粒度的统计方式,但对性能有些不良影响(特别是在RDTSC指令速度较慢的CPU上).

BSD Process Accounting CONFIG_BSD_PROCESS_ACCT

用户空间程序可以要求内核将进程的统计信息写入一个指定的文件,主要包括进程的创建时间/创建者/内存占用等信息.

BSD Process Accounting version 3 file format CONFIG_BSD_PROCESS_ACCT_V3

使用新的v3版文件格式,可以包含每个进程的PID和其父进程的PID,但是不兼容老版本的文件格式.比如  GNU Accounting Utilities 这样的工具可以识别v3格式

Export task/process statistics through netlink CONFIG_TASKSTATS

通过 netlink接口向用户空间导出进程的统计信息,与 BSD Process Accounting 的不同之处在于这些统计信息在整个进程生存期都是可用的.

Enable per-task delay accounting CONFIG_TASK_DELAY_ACCT

在统计信息中包含进程等候系统资源(cpu,IO同步,内存交换等)所花费的时间

Enable extended accounting over taskstats CONFIG_TASK_XACCT

在统计信息中包含进程的更多扩展信息.

Enable per-task storage I/O accounting CONFIG_TASK_IO_ACCOUNTING

在统计信息中包含进程在存储设备上的I/O字节数.

RCU Subsystem

RCU(Read-Copy Update)子系统.在读多写少的情况下,这是一个高性能的锁机制,对于被RCU保护的共享数据结构,读者不需要获得任何锁就可以访问它(速度非常快),但写者在访问它时首先拷贝一个副本,然后对副本进行修改,最后使用一个回调机制在适当的时机把指向原来数据的指针重新指向新的被修改的数据,速度非常慢.RCU只适用于读多写少的情况:如网络路由表的查询更新,设备状态表的维护,数据结构的延迟释放以及多径I/O设备的维护等.

RCU Implementation

RCU的实现方式

Tree-based hierarchical RCU CONFIG_TREE_RCU

基于树型分层结构的实现.最适用于多CPU的非实时系统.

Preemptible tree-based hierarchical RCU CONFIG_TREE_PREEMPT_RCU

抢占式基于树型分层结构的实现.最适用于那些要求快速响应的多CPU实时系统.

UP-only small-memory-footprint RCU CONFIG_TINY_RCU

最简单的实现,能够大幅降低RCU系统的内存占用.最适用于单CPU的非实时系统.

Preemptible UP-only small-memory-footprint RCU CONFIG_TINY_PREEMPT_RCU

抢占式简单实现,能够大幅降低RCU系统的内存占用.最适用于那些要求快速响应的单CPU实时系统.

Consider userspace as in RCU extended quiescent state CONFIG_RCU_USER_QS

在内核和用户边界设置钩子函数,将运行在用户态的CPU从全局RCU状态机制中移除,这样就不会在RCU系统中维护此CPU的时钟滴答.除非你想要帮助开发CONFIG_NO_HZ_FULL模块,否则不要打开此选项,而且它还会对性能有不利影响.

Force context tracking CONFIG_CONTEXT_TRACKING_FORCE

默认在内核和用户边界进行探测(上下文跟踪),以便测试依赖于此特性的各种功能(比如用户空间的 RCU extended quiescent state),这个特性目前仅用于调试目的,未来也许会用于为CONFIG_NO_HZ_FULL模块提供支持

Tree-based hierarchical RCU fanout value CONFIG_RCU_FANOUT

这个选项控制着树形RCU层次结构的端点数(fanout),以允许RCU子系统在拥有海量CPU的系统上高效工作.这个值必须至少等于CONFIG_NR_CPUS的1/4次方(4次根号).生产系统上应该使用默认值(64).仅在你想调试RCU子系统时才需要减小此值.

Tree-based hierarchical RCU leaf-level fanout value CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF

这个选项控制着树形RCU层次结构的叶子层的端点数(leaf-level fanout).对于期望拥有更高能耗比(更节能)的系统,请保持其默认值(16).对于拥有成千上万个CPU的系统来说,应该考虑将其设为最大值(CONFIG_RCU_FANOUT).

Disable tree-based hierarchical RCU auto-balancing CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT

强制按照CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF的值,而不是使用自动平衡树结构来实现RCU子系统.目前仅用于调试目的.未来也许会用于增强NUMA系统的性能.

Accelerate last non-dyntick-idle CPU's grace periods CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ

即使CPU还在忙碌,也允许进入dynticks-idle状态,并且阻止RCU每4个滴答就唤醒一次该CPU,这样能够更有效的使用电力,同时也拉长了RCU grace period的时间,造成性能降低.如果能耗比对你而言非常重要(你想节省每一分电力),并且你不在乎系统性能的降低(CPU唤醒时间增加),可以开启此选项.台式机和服务器建议关闭此选项.

Enable RCU priority boosting CONFIG_RCU_BOOST

允许提升RCU子系统的实时优先级(包括读操作与写操作),以避免RCU操作被阻塞太长时间.如果系统的CPU负载经常很重,或者你需要快速的实时响应系统,那么就选"Y",否则应该选"N".

Real-time priority to boost RCU readers to CONFIG_RCU_BOOST_PRIO

允许提升被长时间抢占(阻塞)的RCU读操作的实时优先级到什么程度.取值范围是[1,99].默认值"1"适用于实时应用程序中不包含CPU密集型(CPU-bound)线程的常规场合(例如大多数桌面系统).但是如果你的实时应用程序拥有一个或多个CPU密集型线程,那么可能需要增加这个值,具体可以参考内核帮助的说明.仅在你确实理解了的情况下再改变默认值.

Milliseconds to delay boosting after RCU grace-period start CONFIG_RCU_BOOST_DELAY

在提升RCU读操作的优先级之前,允许有多长时间潜伏期(阻塞),取值范围是[0,3000],单位是毫秒,默认值是"500".不确定的请使用默认值.

Offload RCU callback processing from boot-selected CPUs CONFIG_RCU_NOCB_CPU

如果你想帮助调试内核可以开启,否则请关闭.

Build-forced no-CBs CPUs

在开启CONFIG_RCU_NOCB_CPU选项的情况下,指定哪些CPU是No-CB CPU,相当于预先设置"rcu_nocbs="内核引导参数.

Kernel .config support CONFIG_IKCONFIG

把内核的配置信息编译进内核中,以后可以通过scripts/extract-ikconfig脚本从内核镜像中提取这些信息

Enable access to .config through /proc/config.gz CONFIG_IKCONFIG_PROC

允许通过 /proc/config.gz 文件访问内核的配置信息

Kernel log buffer size CONFIG_LOG_BUF_SHIFT

设置内核日志缓冲区的大小: 12(最小值)=4KB,...,16=64KB,17=128KB,18=256KB,...,21(最大值)=2048KB

Automatically enable NUMA aware memory/task placement CONFIG_NUMA_BALANCING_DEFAULT_ENABLED

在 NUMA(Non-Uniform Memory Access Architecture)系统上自动启用进程/内存均衡,也就是自动开启CONFIG_NUMA_BALANCING特性.

Memory placement aware NUMA scheduler CONFIG_NUMA_BALANCING

允许自动根据NUMA系统的节点分布状况进行进程/内存均衡(方法很原始,就是简单的内存移动).这个选项对UMA系统无效.[提示]UMA系统的例子:(1)只有一颗物理CPU(即使是多核)的电脑,(2)不支持"虚拟NUMA",或"虚拟NUMA"被禁用的虚拟机(即使所在的物理机是NUMA系统)

Control Group support CONFIG_CGROUPS

Cgroup(Control Group)是一种进程管理机制,可以针对一组进程进行系统资源的分配和管理,可用于Cpusets,CFS(完全公平调度器),内存管理等子系统.此外,systemd也依赖于它.更多细节可以参考内核的" Documentation/cgroups/cgroups.txt"文件

Example debug cgroup subsystem CONFIG_CGROUP_DEBUG

导出cgroups框架的调试信息,仅用于调试目的.

Freezer cgroup subsystem CONFIG_CGROUP_FREEZER

允许冻结/解冻cgroup内所有进程

Device controller for cgroups CONFIG_CGROUP_DEVICE

允许为cgroup建立设备白名单,这样cgroup内的进程将仅允许对白名单中的设备进行mknod/open操作

Cpuset support CONFIG_CPUSETS

CPUSET支持:允许将CPU和内存进行分组,并指定某些进程只能运行于特定的分组.这里有一篇 CPUSET的用法

Include legacy /proc/<pid>/cpuset file CONFIG_PROC_PID_CPUSET

提供过时的 /proc/<pid>/cpuset 文件接口

Simple CPU accounting cgroup subsystem CONFIG_CGROUP_CPUACCT

提供一个简单的资源控制器(Resource Controller,用于实现一组任务间的资源共享),以监控cgroup内所有进程的总CPU使用量.

Resource counters CONFIG_RESOURCE_COUNTERS

为cgroup提供独立于controller资源计数器

Memory Resource Controller for Control Groups CONFIG_MEMCG

为cgroup添加内存资源控制器,包含匿名内存和页面缓存( Documentation/cgroups/memory.txt).开启此选项后,将会增加关联到每个内存页fixed memory大小,具体在64位系统上是40bytes/PAGE_SIZE.仅在你确实明白什么是  memory resource controller 并且确实需要的情况下才开启此选项.此功能可以通过命令行选项"cgroup_disable=memory"进行关闭.

Memory Resource Controller Swap Extension CONFIG_MEMCG_SWAP

给  Memory Resource Controller 添加对swap的管理功能.这样就可以针对每个cgroup限定其使用的mem+swap总量.如果关闭此选项, memory resource controller 将仅能限制mem的使用量,而无法对swap进行控制(进程有可能耗尽swap).开启此功能会对性能有不利影响,并且为了追踪swap的使用也会消耗更多的内存(如果swap的页面大小是4KB,那么每1GB的swap需要额外消耗512KB内存),所以在内存较小的系统上不建议开启.

Memory Resource Controller Swap Extension enabled by default CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED

如果开启此选项,那么将默认开启CONFIG_MEMCG_SWAP特性,否则将默认关闭.即使默认开启也可以通过内核引导参数"swapaccount=0"禁止此特性.

Memory Resource Controller Kernel Memory accounting CONFIG_MEMCG_KMEM

为 Memory Resource Controller 添加对内核对象所占用内存的管理功能.和标准的 Memory Resource Controller 对内存的控制不一样之处在于:这些内核对象所占用的内存是基于每个内存页的,并且可以被swap到硬盘.使用这个功能可以确保cgroup中的进程不会单独耗尽所有内核资源.

HugeTLB Resource Controller for Control Groups CONFIG_CGROUP_HUGETLB

为cgroup添加对 HugeTLB页的资源控制功能.开启此选项之后,你就可以针对每个cgroup限定其对 HugeTLB的使用.

Enable perf_event per-cpu per-container group (cgroup) monitoring CONFIG_CGROUP_PERF

将per-cpu模式进行扩展,使其可以监控属于特定cgroup并运行于特定CPU上的线程

Group CPU scheduler CONFIG_CGROUP_SCHED

让CPU调度程序可以在不同的cgroup之间分配CPU的带宽

Group scheduling for SCHED_OTHER CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED

公平CPU调度策略,也就是在多个cgroup之间平均分配CPU带宽." 鸡血补丁"CONFIG_SCHED_AUTOGROUP(自动分组调度功能)依赖于它.

CPU bandwidth provisioning for FAIR_GROUP_SCHED CONFIG_CFS_BANDWIDTH

允许用户为运行在CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED中的进程定义CPU带宽限制.对于没有定义CPU带宽限制的cgroup而言,可以无限制的使用CPU带宽.详情参见  Documentation/scheduler/sched-bwc.txt 文件.

Group scheduling for SCHED_RR/FIFO CONFIG_RT_GROUP_SCHED

允许用户为cgroup分配实时CPU带宽,还可以对非特权用户的实时进程组进行调度.详情参见  Documentation/scheduler/sched-rt-group.txt 文档.

Block IO controller CONFIG_BLK_CGROUP

通用的块IO控制器接口,可以用于实现各种不同的控制策略.目前,IOSCHED_CFQ用它来在不同的cgroup之间分配磁盘IO带宽(需要额外开启CONFIG_CFQ_GROUP_IOSCHED), block io throttle也会用它来针对特定块设备限制IO速率上限(需要额外开启CONFIG_BLK_DEV_TH