编译Linux内核

ulppknot

2 v- @) c8 |0 P8 c+ a3 ]/ k$ \+ X( n下面的实验以 debian7.5 64bit 为例.

1 ?) k( @6 d$ V4 R获取源码
. H& i3 |+ [! D获取 debian7.5 本身的源码非常简单:

" ]6 E! A% K8 A, G% e: esudo apt-get install linux-source
https://www.kernel.org/ 的git上提供的源码分支非常多, 刚开始学习源码主要关注下面几个分支:
5 W" _3 R1 O6 T, O
% _, \2 M: L5 y! blinus分支: https://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/ linux创始人的分支, 不用说肯定最重要, 它是所有分支的根源. 处于 "mainline" 的地位. 这个分支还有个好听的名字 – "vanilla(香草)" 内核.
" Y! `& T5 G; a* glinux-next树: https://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/next/linux-next.git/ 这个一个为发布将来的版本而积累新代码并进行测试的源码树. 由 Stephen Rothwell 等人进行管理和维护
* ~5 @" f( W$ V% Z: ustable树: https://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/ 这是一个主要针对过去发布的内核版本进行bug修改, 使其更加稳定的树. 由 Greg Kroah-Hartman, Chris Wright 进行管理和维护. 针对某个Linus树的稳定版维护一般持续6个月左右, 也有更持久的.
上面的列出的git树中都可以获取想要的源码.
5 X% u3 R, H$ P, h3 A8 ?
. n: ~- M9 `5 N编译内核
其实编译内核和编译普通软件也没多大区别, 只是内核编译的参数非常之多. 下面就来先看看如何设置内核编译参数
. D* \' a6 w+ }4 u4 h
5 D  H7 S/ P7 D4 ^8 @内核编译选项
+ L) q( W( [  m5 m* r! u# U5 l) Y编译选项个数 内核的编译选项的个数非常多, v2.6.38的内核中就有 12 000 个左右的设置选项(这是包含所有arch的配置选项). 内核编译选项不仅多, 有些编译选项之间还存在依赖关系, 所以手动设置编译选项几乎是不可能的. 值得庆幸的是, 只要知道自己需要设置的那些选项, 就可以使用 make ***config 来进行设置, 它还会自动处理依赖关系.

配置编译选项: 设置内核编译选项是通过 kconfig 这个工具来完成的. kconfig 的源码就是内核代码中 script/kconfig 目录下
9 i3 @! X6 `3 s! @+ J0 X
各个编译选项的选择有3种方式:

! _% Z9 y& S9 v* m) s- p=y :: 直接编译到内核中
5 ?% g) O/ q4 R  X8 ?4 U=m :: 以模块方式编译到内核中
6 U4 ?- d9 j  T. |: B不设置 :: 不编译
) F8 k; l- o  I  H( P) f7 f0 k编译方法:

( n* w; g% `3 ?# Umake menuconfig :: 源码根目录下生成 .config (没有会自动生成), .config中就是各个内核编译选项的选择状况.
9 n- D; r# N0 x% }: ~7 kmake defconfig :: 根据当前系统的架构默认 .config 生成内核源码目录下的 .config (每个架构的配置文件: ex. arch/x86/configs/x86_64_defconfig)
make oldconfig :: 将已有的 .config 放到源码根目录下后执行, 目的是为了复用之前的内核编译选项的配置.
make xconfig :: 图形化配置, 需要qt3, 个人觉得没有必要, 有 make menuconfig 就足够了.
make localmodconfig :: 生成以正在使用的内核模块为对象的 .config
# _+ ?/ P9 Q" P* t0 x编译
编译很简单, 内核编译选项设置好之后, 只需简单的命令 make, 就可以编译了. 由于内核代码的庞大, 所以和一般应用程序相比, 编译时间会很长. 可以尝试以下方法来加快编译速度:
4 P+ r# M/ G7 U1 K2 [3 c
不用的驱动程序都不要设置, 这样就不会编译

利用make的 -j 选项来并发编译, ex. make -j N (N是并发数). 如果你的机器有2个CPU, 可以用 make -j 2 来提高编译速度

  K% C1 o% l8 c& L使用 make localmodconfig 来生成仅以正在使用的内核模块为对象的 .config (一般这样生成的.config中包含的内核模块最少, 所以编译速度快)
8 ]9 _4 D8 f5 `
, S, J$ U+ }4 ]6 ~1 {  ~8 D: I编译时间比较: 测试环境 - debian v7.5虚拟机(cpu: 单核, 内存: 512MB)
4 I( t& {9 H+ U5 }! N
.config生成        make时间        生成的modules        备注
8 _: \; s  R- \( f: d) bmake menuconfig        1小时13分41秒        3052个.ko, 共1.2GB        默认配置, 什么也不选择
make localmodconfig        19分36秒        337 个.ko, 共176MB         
9 x* E) f; H9 R1 x8 o# _3 ]% T注 modules 是通过 make modules_install 之后, 在 /lib/modules 中根据编译内核版本号来查看的 查看有多少个 .ko 文件的方法:
% a( v8 w, g' f7 J# \* H9 v
cd /lib/modules/3.2.60
+ k( C# T$ z- S& t+ Zfind . -name '*.ko' | wc -l
分开编译
模块和内核不在一起的编译, 就是在现有的内核中追加一些内核模块时, 不需要将内核也重新编译. 模块分开编译的方法很简单, 参考之前的博客: 《Linux内核设计与实现》读书笔记（六）- 内核数据结构 这篇博客中的例子就是和内核分开编译的模块.

交叉编译
; p( d' h* c) O/ Y) f交叉编译就是在当前平台上编译其他平台上的内核二进制映像, 比如在 x86_64 平台上编译 ARM 的内核映像. 交叉编译需要目标平台的交叉编译器. 编译时主要是 ARCH 和 CROSS_COMPILE 2个变量的设置.
: x3 b1 w3 X. I$ W! ]
下面举个交叉编译 ARM 的例子: 公司用的制作 Cubieboard 板子上的image中的一段编译内核的代码

$ A. D7 a1 S# N1 S. }make -C ${CB_KSRC_DIR} O=${CB_KBUILD_DIR} ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- kernel_defconfig
make -C ${CB_KSRC_DIR} O=${CB_KBUILD_DIR} ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- -j4 INSTALL_MOD_PATH=${CB_TARGET_DIR} uImage modules
上述 第一行 是编译内核源码. 第二行 是创建 uImage 格式的内核映像以及创建内核模块 最终在 INSTALL_MOD_PATH 生成的内核模块可以直接拷贝到 arm机器上使用.

生成内核包
( K; o. y' S: \9 W) b9 {debian 系 linux下生成 内核源码包的方法
2 ?: m3 H6 x. @& L& @  n
5 f- }; ]! r4 q" k( imake deb-pkg
安装内核
9 t- K+ Y# T# A0 {$ kmake modules_install (安装内核模块到 /lib/modules 下) make install (安装内核二进制映像, 生成并安装boot初始化文件系统映像文件)

卸载内核
删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
/ v( r( V/ \0 W" t; P) S% ?  M删除/usr/src/kernel/目录下不需要的内核源码
删除/boot目录下启动的核心档案禾内核映像
" s+ W! P, v4 J! C" r* Y  D9 s( `1 R更改grub的配置，删除不需要的内核启动列表
& j' k+ y& i6 X7 ~内核 Makefile 中一些有用的 target
make help : 内核Makefile中的各种 target
" Y- u. R/ f* gmake cscope : 生成 cscope 文件
make tags/TAGS : tags可用于vim, TAGS可用于emacs

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