编译Linux内核

ulppknot

下面的实验以 debian7.5 64bit 为例.
- A2 c) v! S+ P
获取源码
2 A! B" f  X* ]; p2 [% t( k3 V获取 debian7.5 本身的源码非常简单:
6 m7 N; N( Q& B: z; o9 f  {
7 @( m8 x4 e8 ^8 V$ u) C% n$ ksudo apt-get install linux-source
8 G9 x( x: ^5 x' V: w; S% b; Q( whttps://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:

linus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.
linux-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
stable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.

' I. }& d- z5 [$ m0 j) k* P6 w$ J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
- r* X: I9 s1 V7 N5 ?2 T
& K/ n1 `5 c5 Z3 x内核编译选项
8 q/ f5 ~# }4 G' e' |# O$ p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.
( {; }  M! U4 ^5 R
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

; }. ~; w% M& S3 h; r' B各个编译选项的选择有3种方式:

% W+ F  X3 f' v=y :: 直接编译到内核中
=m :: 以模块方式编译到内核中
% A: Y( R% I; N不设置 :: 不编译
编译方法:

( V" W" j# P* I0 }/ q8 W; Mmake 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.
; H& W7 D: l% O; f5 Hmake 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)
9 T7 i, ~# Z: Cmake 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
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:
  a: ]$ V' }% G2 R3 m
不用的驱动程序都不要设置, 这样就不会编译
- t1 \- _0 [8 D' G
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

: e/ ]) B1 l# ^% K$ b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)

, @; T0 y+ L- h" B编译时间比较: 测试环境 - debian v7.5虚拟机(cpu: 单核, 内存: 512MB)
* a5 G8 C* D+ ^" W
8 o) }: J; {' H- D8 `.config生成        make时间        生成的modules        备注
% G" I; M/ l" v  v1 E1 cmake 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         
* F+ [8 v$ t# Q0 l- y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:
8 c) t/ g# o3 c* k
cd /lib/modules/3.2.60
find . -name '*.ko' | wc -l
# I: o. U! L/ z- {- a% c分开编译
2 b, ?8 Y! @8 \* j' c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.

6 _3 r) x8 y- g" L交叉编译
2 M! K5 t8 m/ o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.
" n& F- b& [7 r
! b0 e" j) m# s! P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

make -C ${CB_KSRC_DIR} O=${CB_KBUILD_DIR} ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- kernel_defconfig
" X6 h$ U' n8 I# t* i' u4 U; f. Hmake -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
debian 系 linux下生成 内核源码包的方法

8 G& {) {0 i# Dmake deb-pkg
安装内核
) ^' ~/ {+ u2 r1 nmake 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)
: v; K2 f+ L, K+ C% W8 A
卸载内核
删除/lib/modules/目录下不需要的内核库文件
$ Y% K) X6 j% M7 L/ b3 X% Y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: s$ ~, I1 n, ?- X; n更改grub的配置，删除不需要的内核启动列表
内核 Makefile 中一些有用的 target
make help : 内核Makefile中的各种 target
make cscope : 生成 cscope 文件
make tags/TAGS : tags可用于vim, TAGS可用于emacs

NingW

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