簡介

大部分時候，使用者並不需要編譯核心。編譯核心的一般目的：新功能的需求、原本的核心太過臃腫、不硬體搭配的穩定性、其他需求(如嵌入式系統)。 本文主要介紹瞭如何在CentOS 7環境下進行Linux核心的配置、編譯與安裝。

編譯前的準備

要成功建立一個核心，需要安裝下列元件

[[email protected]]$ sudo yum groupinstall "Development Tools"
[[email protected]]$ sudo yum install ncurses-devel
[[email protected]]$ sudo yum install qt-devel #如果你打算用make xconfig 而不是make gconfig或make menuconfig，才須要這樣做
[
 
[email protected]]$ sudo yum install hmaccalc zlib-devel binutils-devel elfutils-libelf-devel bc

安裝核心的原始碼元件及工具

安裝核心原始碼工具元件

[[email protected]]$ sudo yum install rpm-build redhat-rpm-config asciidoc hmaccalc perl-ExtUtils-Embed pesign 
[[email protected]]$ sudo yum install xmlto audit-libs-devel binutils-devel elfutils-devel elfutils-libelf-devel 
[
 
[email protected]]$ sudo yum install ncurses-devel newt-devel numactl-devel pciutils-devel python-devel zlib-devel net-tools 

安裝原始碼

1. 安裝與當前核心版本一致的原始碼：
從這些地方找尋核心的原始碼元件：
  ● http://vault.centos.org/7.N.YYMM/os/Source/SPackages/
  ● http://vault.centos.org/7.N.YYMM/updates/Source/SPackages/
根據CentOS系統版本和核心版本資訊，通過rpm安裝原始碼元件：

[
 
[email protected] etc]$ cat /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.3.1611 (Core) 
[[email protected] etc]$ uname -r
3.10.0-514.16.1.el7.x86_64
[[email protected]]$ sudo rpm -i http://vault.centos.org/7.3.1611/updates/Source/SPackages/kernel-3.10.0-514.16.1.el7.src.rpm  2>&1 | grep -v exist

現在原始碼元件已經安裝了，請解壓及預備原始碼檔案：

[[email protected]]$ cd ~/rpmbuild/SPECS
[[email protected] SPECS]$ rpmbuild -bp --target=$(uname -m) kernel.spec

$(uname -m) 這個值將目標結構設定為你的現有核心的結構。一般來說這是可行的，因為多數人需要以 i686 或 x86_64 為目標。
現在核心的原始碼目錄樹可以在 ~/rpmbuild/BUILD/kernel*/linux*/ 這個目錄內找得到。
2. 安裝與當前核心不同的版本
可以直接去http://www.kernel.org官網上去下載，並通過tar命令去解壓即可。

[[email protected]]$ tar -Jxf /root/linux-3.10.89.tar.xz -C /usr/src/kernels/

核心原始碼目錄結構

核心原始碼目錄結構
在上述核心目錄下存有哪些重要資料呢？ 基本上有底下這些東西：
 arch：與硬體平臺有關的專案，大部分指的是CPU的類別，例如x86, x86_64, Xen虛擬支援等；
 block：與塊裝置較相關程式，區塊資料通常指的是大量儲存媒體！還包括類似ext3等檔案系統的支援是否允許等。
 crypto：核心所支援的加密的技術，例如 md5 戒者是des等等；
 Documentation：與核心有關的一堆說明檔案，若對核心有極大的興趣，要瞧瞧這裡！
 drivers：一些硬體的驅勱程式，例如顯示介面卡、網路卡、PCI 相關硬體等等；
 firmware：一些舊式硬體的韌體(韌體)資料；
 fs：核心所支援的filesystems，例如vfat, reiserfs, nfs等等；
 include：一些可讓其他過程呼叫的標頭檔案(header)；
 init：一些核心初始化定義功能，包括掛載和init程式的呼叫等；
 ipc：定義Linux作業系統內程序間通訊；
 kernel：定義核核心程式、核心狀態、執行緒、排程(schedule)、訊號(signle) 等
 lib：一些函式庫；
 mm：與記憶體單元有關的各項資料，包括swap與虛擬記憶體等；
 net：與網路有關的各項協議資料，還有防火牆模組 (net/ipv4/netfilter/*)等等；
 security：包括selinux等在內的安全性設定；
 sound：與音效有關的各項模組；
 virt：與虛擬化有關的資訊，目前核心支援的是KVM(Kernel base Virtual Machine)

檢查硬體環境

檢視當前目標主機的硬體裝置相關資訊, 為核心配置做準備。只有瞭解到您主機的硬體，以及主機的用途，才能選擇好核心功能：
使用的命令有關：lscpu（cpu詳細資訊）、lspci（pci插槽）、lsusb（usb介面）、lsblk(塊裝置)、hal-device（所有硬體詳細資訊）。
注：上面的命令如果是最小化安裝的系統，可能會沒有這些工具，因此安裝對應工具包即可
#安裝命令需要的工具包

[[email protected]]# yum install -y pciutils usbutils util-linux

核心配置、編譯與安裝

進入核心原始碼樹的根目錄，使用"make help"可以檢視核心編譯相關的選項，下面列出了常用的選項：

[[email protected]]$ make help
Cleaning targets:
  clean           - Remove most generated files but keep the config and
                    enough build support to build external modules
  mrproper        - Remove all generated files + config + various backup files

Configuration targets:
  menuconfig      - Update current config utilising a menu based program

Other generic targets:
  all             - Build all targets marked with [*]
* vmlinux         - Build the bare kernel
* modules         - Build all modules
  modules_install - Install all modules to INSTALL_MOD_PATH (default: /)

Architecture specific targets (x86):
* bzImage      - Compressed kernel image (arch/x86/boot/bzImage)
  install      - Install kernel using
                  (your) ~/bin/installkernel or
                  (distribution) /sbin/installkernel or
                  install to $(INSTALL_PATH) and run lilo
Execute "make" or "make all" to build all targets marked with [*] 
For further info see the ./README file

1. 使用"make menuconfig"生成.config核心配置檔案,核心配置選項可參看Linux-3.10-x86_64核心配置選項簡介。
關於整個核心功能的選擇上面，建議你可以這樣思考：
 『肯定』核心一定要的功能，直接編譯進核心內；
 『可能在未來會用到』的功能，那麼儘量編譯成為模組；
 『不知道那個東西要幹嘛的，看 help 也看不懂』的話，那麼就保留預設值，或者將他編譯成為模組；
總之，儘量保持核心小而美，剩下的功能就編譯成為模組，尤其是『需要考慮到未來擴充性』。
2. 編譯核心和模組
使用下面的命令分別進行核心和模組的編譯

[[email protected]]# make vmlinux        #編譯核心
[[email protected]]# make modules        #編譯模組

3. 安裝核心和模組

[[email protected]]# make modules_install      #安裝模組
[[email protected]]# make install              #安裝核心

其它常用命令
make clean: 刪除大多數的編譯生成檔案， 但是會保留核心的配置檔案.config， 還有足夠的編譯支援來建立擴充套件模組
make mrproper: 刪除所有的編譯生成檔案， 還有核心配置檔案， 再加上各種備份檔案
新的程式碼可以跳過上述步驟。

新核心測試

核心安裝以後，可以檢視/boot/grub/grub.cfg配置檔案，檢視新編譯核心時候已經配置成功。進行系統重啟測試，檢視新核心能否正常啟動。 通過"uname -a"可以檢視核心版本資訊。

總結

簡單說明核心編譯的步驟為何:
1. 先下載核心原始碼，可以從http://www.kernel.org或者是distributions的SRPM來著手；
2. 以下以 Tarball 來處理，解開原始碼到 /usr/src/kernels 目彔下；
3. 先進行舊資料清除的動作：『make mrproper』；
4. 開始選擇核心功能，可以利用『make menuconfig』、『make oldconfig』、『make gconfig』等等；
5. 清除過去的中間暫存檔資料：『make clean』
6. 開始核心檔案不核心模組的編譯：『make bzImage』、『make modules』
7. 開始核心模組的安裝：『make modules_install』
8. 開始核心檔案的安裝：『make install』；

參考資料

1. https://wiki.centos.org/zh/HowTos/Custom_Kernel
2. http://www.jinbuguo.com/kernel/longterm-3_10-options.html
3. https://www.hiroom2.com/2016/05/29/centos-7-rebuild-kernel-with-src-rpm/
4. 鳥哥的Linux私房菜 基礎篇 第26章 Linux核心編譯與管理