配置、编译和安装自定义 Linux 内核

Question

我想尝试使用我的发行版提供的内核以外的内核——或者来自其他地方，或者是我定制的。这是困难还是危险？

我从哪里开始？

Answer 1

构建自定义内核可能很耗时——主要是在配置中，因为现代计算机可以在几分钟内完成构建——但是如果您保留当前的工作内核并确保离开它，这并不是特别危险作为通过引导加载程序的选项（请参阅下面的第 6 步）。这样，如果你的新的不起作用，你可以重新启动旧的。

在以下说明中，源代码树中的路径采用形式[src]/whatever，其中[src]是您将源代码安装到的目录，例如/usr/src/linux-3.13.3. 您可能想要做这些事情，su root因为源树在写权限方面应该保持安全（它应该由 root 拥有）。

虽然有些步骤是可选的，但您无论如何都应该阅读它们，因为它们包含理解过程其余部分所需的信息。

1. 下载并解压源 tarball。

   这些可以从kernel.org 获得。最新版本列在首页上，但如果您查看/pub/目录内部，您会发现一个归档文件一直追溯到 1.0 版。除非您有特殊原因，否则最好选择“最新稳定版”。在撰写本文时，这是一个 74 MB 的tar.xz文件。

   下载 tarball 后，您需要将其解压缩到某处。正常的地方是在/usr/src。将文件放在那里，然后：

   tar -xJf linux-X.X.X.tar.xz
   

   请注意，个别发行版通常建议您使用它们的源包之一，而不是香草树。 这包含发行版特定的补丁，这对您来说可能重要也可能无关紧要。它还将匹配用于编译一些用户空间工具的内核包含头文件，尽管它们很可能是相同的。

   在 15 年多的构建自定义内核（主要是在 Fedora/Debian/Ubuntu 上）中，我从未在使用 vanilla ¹源时遇到问题。然而，这样做并没有太大的区别，除了如果您想要绝对最新的内核，您的发行版可能还没有打包它。 所以最安全的方法仍然是使用发行版包，它应该安装到/usr/src. 我更喜欢最新的稳定版，所以我可以在它推出到发行版之前充当豚鼠:)

2. 从基本配置开始 [可选]。

   您不必这样做——您可以直接进入并从头开始创建配置。但是，如果您以前从未这样做过，请期待大量的反复试验。这也意味着必须通读大多数选项（有数百个）。更好的选择是使用您现有的配置（如果可用）。如果您使用了发行版源包，它可能已经包含一个[src]/.config文件，因此您可以使用它。否则，请检查/proc/config.gz. 这是 2.6 内核中添加的可选功能。如果存在，将其复制到源树的顶层和gunzip -c config.gz > .config.

如果它不存在，可能是因为这个选项被配置为一个模块。尝试sudo modprobe configs，然后再次检查/proc目录config.gz。

发行版配置不是很理想，因为它包含几乎所有可能的硬件驱动程序。这对内核的功能没有多大影响，因为它们是模块，并且其中的大多数永远不会被使用，但是它非常显着地增加了构建所需的时间。它也很尴尬，因为它需要一个 initramfs 来包含某些核心模块（参见下面的第 4 步）。但是，它可能是比默认值更好的起点。

请注意，配置选项会从一个内核版本转移到下一个内核版本，并且当您运行make config以下程序之一时，您.config将首先被解析和更新以匹配新版本。如果配置来自一个非常旧的版本，这可能会导致奇怪的结果，所以在进行配置时要注意。AFAIK 它根本无法正常工作（使用较新版本的配置）。

3. 创造一个时代.config。

   [src]/.config是用于配置内核的文本文件。 不要直接编辑这个文件。更改选项通常不是将 a 替换为YanN等的简单问题；通常有一组相互依赖和分支的可能性。相反，您想使用内核 makefile 中的配置目标之一（意思是，make _____从顶级源目录在命令行上输入）：

   • make config是最基本的，但可能不符合大多数人的口味。这是一系列问题——很多问题——如果你改变主意，你必须重新开始。

   • make oldconfig就像make config除了，如果您已经有.config以前版本的一个，将跳过与新选项有关的问题以外的问题。仍然可能有很多这些，其中大部分与您无关，所以我不推荐它。

   • make menuconfig是我（我认为大多数其他人）的首选方法。它构建并执行一个 TUI 界面（将在终端上工作的彩色菜单）。这要求您-dev安装了 ncurses的包。除了可以通过以下方式访问的搜索之外，它是不言自明的/；F1“帮助”提供了当前选项的解释。有一个替代版本，make nconfig具有一些额外的功能，其中 F2 "syminfo" 相当于 menuconfig 的 F1。

   • make xconfig是一个完整的 GUI 界面。这需要安装 Qtqmake的-dev包，同样，它是一个编译和构建的程序。如果您以前没有使用过这些，那可能需要大量下载。我更喜欢menuconfigGUI 版本的原因是，在前者中使用连续屏幕显示选项层次结构，而在后者中使用类似手风琴的打开方式。

   您应该（但不必）做的第一件事是添加一个“本地版本”字符串（在General Setup 下）。原因在下面的#5 中提到。

   “迷宫”是描述选项层次结构的好方法，详细了解它远远超出了像这样的问答的范围。如果您想坐下来完成所有事情，请留出数小时。Greg Kroah-Hartman（Linux 内核的长期领导开发人员）有一本关于内核的免费在线书籍（请参阅下面的参考资料），其中包含有关配置的一章，尽管它是在 2006 年编写的。我的建议是从一个合理的基础开始从您当前的发行版内核（按照 #2），然后通过它并取消选中您知道不需要的所有内容。您可能还想将一些“模块”选项更改为“内置”，这将我们带到下一点......

4. 关于initramfs[可选]

   “initramfs”是内核中内置和/或在启动时加载的压缩文件系统。它的主要目的是包含内核在访问/lib/modules根文件系统中的模块之前需要的模块——例如，包含该文件系统的设备的驱动程序。发行版总是部分地使用这些，因为驱动程序是相互不兼容的，因此不能全部内置到内核中。相反，适合当前系统的那些是从initramfs.

   这很有效并且不代表任何缺点，但是在构建自己的内核时它可能是不必要的复杂化。^{2 问题} 是，如果您不使用 initramfs，则需要确保根文件系统（及其所在设备）的驱动程序已内置到内核中。 在 中menuconfig，这是M（= 模块）选项和*（= 内置）选项之间的区别。如果您没有做到这一点，系统将在引导过程的早期失败。因此，例如，如果您有一个 SATA 硬盘和一个 ext4 根文件系统，那么您需要内置驱动程序。[如果有人能想到任何其他必须具备的东西，请发表评论，我会在这里合并]。

   如果确实要使用initramfs，则必须在“常规设置”中选择适当的选项。有一个骨架引导到创建一个内置于内核中[src]/Documentation/filesystems/ramfs-rootfs-initramfs.txt，但要注意的是，发行版不这样做; 他们使用外部 gzipped cpio 文件。但是，该文档确实包含了关于应该放入什么内容的讨论initramfs（请参阅“initramfs 的内容”）。

5. 构建并安装内核。

   下一步很容易。要制作内核，只需make在[src]目录中运行即可。如果您使用的是多核系统，则可以添加-j N以加快速度，其中N是您要专用的内核数 + 1。没有test或check。完成后，您可以make modules。在快速盒子上，所有这些都应该花费 < 10 分钟。

   如果一切顺利，make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install. 这将创建一个/lib/modules与内核版本号以及步骤 3 中提到的“本地版本”字符串（如果有）相匹配的目录。如果您没有使用“本地版本”字符串，请注意您是否已经拥有与您依赖的版本相同的内核，因为这些模块将替换那些。³ INSTALL_MOD_STRIP=1是可选的，意义见这里。

   然后您可以make install将内核安装到默认位置。不过，我的建议是自己做，以确保现有文件不会被覆盖。查找[src]/arch/[ARCH]/boot名为bzImage⁴的文件，如果您使用的是 x86 或 x86-64 机器（如果您使用其他机器，[ARCH]则查找x86其他文件）。将其复制/boot并重命名为更具体和信息量更大的内容（无关紧要）。对 做同样的事情[src]/System.map，但根据以下方案重命名：

   System.map-[VERSION]
   

   这里，[VERSION]是完全相同一样在目录中的名称/lib/modules通过创建make modules_install，其中包括“本地版”字符串，如System.map-3.13.3-mykernel。

6. 配置 GRUB 2 引导加载程序。

   如果您没有使用grub（大多数 linux 桌面用户都在使用），这显然不适用于您。您应该有一个内容/etc/grub.d/40_custom不多的文件。如果不是，则创建它由 root 拥有并且chmod 755（它必须是可执行的）。对此添加：

   menuentry 'My new kernel, or whatever' {
       set root='hd0,1'
       linux /boot/[name-of-kernel] root=/dev/sda1 [other kernel options]
   }
   

   如果您使用的是 initramfs，您还应该有最后一行initrd /path/to/initramfs。当心set root=线路。该示例假定 grub 安装在第一个硬盘驱动器 (hd0,1) 的第一个分区上。如果您有多个驱动器，您可能希望改用分区 UUID 并将该行替换为：

       search --no-floppy --fs-uuid --set=root [the UUID of the partition]
   

   除非 grub 不在您的根文件系统上，否则这也应该对应于行中的root=指令，该指令linux指示您的根文件系统（带有/sbin/init和 的那个/lib/modules）。它的 UUID 版本是root=UUID=[the UUID].

   您可以查看现有/boot/grub2/grub.cfg设备以获取有关设备名称的线索。这是grub 2 下此类的简要指南。一旦您感到高兴，就运行grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg（但grub.cfg首先备份您当前的）。然后您可能想要编辑该文件并将您的条目移至顶部。它应该仍然包含旧的（运行）内核的列表，和你的发行版可能有其复制为自动将新内核的条目的机制（因为它是在发现/boot; Fedora的做到这一点，因此，使用不同的冠军，menuentry是一个好主意）。如果一切顺利，您可以稍后将其删除。

   您也可以直接将其menuentry插入grub.cfg，但某些发行版会在其内核更新时覆盖它（而 using/etc/grub.d/将保持其合并）。

   就是这样。您现在需要做的就是重新启动。如果它不起作用，请尝试从屏幕输出中推断出问题，重新启动并选择旧内核，然后返回到第 3 步（使用.config您已有的内核并对其进行调整）。在尝试之间make clean(或make mrproper)可能是个好主意，但请确保先复制[src]/.config到某个备份，因为这会被删除。 这有助于确保构建过程中使用的对象不会过时。

7. 关于内核头文件等。阿尔。

   有一件事你应该做很可能是符号链接（ln -s -i）/lib/modules/X.X.X/source，并/lib/modules/X.X.X/build在/usr/src其中源树（记住这）目录。这是必要的，以便一些用户空间工具（和第三方驱动程序安装程序）可以访问正在运行的内核的源代码。

   与此相关的问题是 中的.h文件/usr/include等。这些变化非常缓慢，并且向后兼容。你有两个选择：

   • 保留发行版使用的那些。如果您定期更新整个系统，发行版无论如何都会定期安装新系统，因此这是“最省事”的选项。

   • 使用make headers_install.

   由于它们是向后兼容的（意味着“使用旧内核头文件针对 C 库构建的程序应该在新内核上运行”），因此您不必对此太挑剔。如果你建立一个定制的内核，并保持了一段时间，在这段时间内发行版更新的“内核头文件”包到一个唯一的潜在问题将是新的比用于构建您的内核版本，并有原来是一些不兼容（仅适用于随后从源代码编译的软件）。

参考

以下是一些资源：

• [src]/README 包括构建和安装的简要指南。

• 该[src]/Documentation目录包含许多可能有助于配置的信息。

• Greg KH 的《Linux Kernel in a Nutshell》一书（作为一系列 PDF 免费提供）的大部分内容都围绕着构建内核展开。

• Grub 2 有一个在线手册。

^{1. “Vanilla”是指在 kernel.org 上找到的原始、纯正的官方来源。大多数发行版都采用这个香草源并添加一些小的自定义。}

^{2. 请注意，在某些情况下需要 initramfs，因为需要一些用户空间来安装根文件系统——例如，如果它是加密的，或者分布在复杂的 RAID 阵列中。}

^{3. 如果您没有构建它们，它不会删除已经存在的模块，但是，这意味着您可以稍后通过简单地修改配置并make modules_install再次运行来添加模块。请注意，构建某些模块可能需要更改内核本身，在这种情况下，您还必须更换内核。您将能够判断何时尝试使用modprobe插入模块。}

^{4. 如果您使用了非标准的压缩选项，则此文件的名称可能有所不同。我不确定所有的可能性是什么。}