如何編譯Linux內(nèi)核

這篇文章給大家分享的是有關(guān)如何編譯Linux內(nèi)核的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

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在計算機世界里，內(nèi)核kernel是處理硬件與一般系統(tǒng)之間通信的低階軟件low-level software。除過一些燒錄進計算機主板的初始固件，當(dāng)你啟動計算機時，內(nèi)核讓系統(tǒng)意識到它有一個硬盤驅(qū)動器、屏幕、鍵盤以及網(wǎng)卡。分配給每個部件相等時間（或多或少）使得圖像、音頻、文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)可以流暢甚至并行地運行。

然而，對于硬件的需求是源源不斷的，隨著發(fā)布的硬件越多，內(nèi)核就必須納入更多代碼來保證那些硬件正常工作。得到具體的數(shù)字很困難，但是 Linux  內(nèi)核無疑是硬件兼容性方面的頂級內(nèi)核之一。Linux 操作著無數(shù)的計算機和移動電話、工業(yè)用途和愛好者使用的板級嵌入式系統(tǒng)（SoC）、RAID  卡、縫紉機等等。

回到 20 世紀(jì)（甚至是 21 世紀(jì)初期），對于 Linux  用戶來說，在剛買到新的硬件后就需要下載最新的內(nèi)核代碼并編譯安裝才能使用這是不可理喻的。而現(xiàn)在你也很難見到 Linux  用戶為了好玩而編譯內(nèi)核或通過高度專業(yè)化定制的硬件的方式賺錢?，F(xiàn)在，通常已經(jīng)不需要再編譯 Linux 內(nèi)核了。

這里列出了一些原因以及快速編譯內(nèi)核的教程。

更新當(dāng)前的內(nèi)核

無論你買了配備新顯卡或 Wifi 芯片集的新品牌電腦還是給家里配備一個新的打印機，你的操作系統(tǒng)（稱為 GNU+Linux 或  Linux，它也是該內(nèi)核的名字）需要一個驅(qū)動程序來打開新部件（顯卡、芯片集、打印機和其他任何東西）的信道。有時候當(dāng)你插入某些新的設(shè)備時而你的電腦表示發(fā)現(xiàn)了它，這具有一定的欺騙性。別被騙到了，有時候那就夠了，但更多的情況是你的操作系統(tǒng)僅僅是使用了通用的協(xié)議檢測到安裝了新的設(shè)備。

例如，你的計算機也許能夠鑒別出新的網(wǎng)絡(luò)打印機，但有時候那僅僅是因為打印機的網(wǎng)卡被設(shè)計成為了獲得 DHCP  地址而在網(wǎng)絡(luò)上標(biāo)識自己。它并不意味著你的計算機知道如何發(fā)送文檔給打印機進行打印。事實上，你可以認(rèn)為計算機甚至不“知道”那臺設(shè)備是一個打印機。它也許僅僅是顯示網(wǎng)絡(luò)有個設(shè)備在一個特定的地址上，并且該設(shè)備以一系列字符  “p-r-i-n-t-e-r” 標(biāo)識自己而已。人類語言的便利性對于計算機毫無意義。計算機需要的是一個驅(qū)動程序。

內(nèi)核開發(fā)者、硬件制造商、技術(shù)支持和愛好者都知道新的硬件會不斷地發(fā)布。它們大多數(shù)都會貢獻(xiàn)驅(qū)動程序，直接提交給內(nèi)核開發(fā)團隊以包含在 Linux 中。例如，英偉達(dá)顯卡驅(qū)動程序通常都會寫入 Nouveau 內(nèi)核模塊中，并且因為英偉達(dá)顯卡很常用，它的代碼都包含在任一個日常使用的發(fā)行版內(nèi)核中（例如當(dāng)下載 Fedora 或 Ubuntu 得到的內(nèi)核）。英偉達(dá)也有不常用的地方，例如嵌入式系統(tǒng)中 Nouveau 模塊通常被移除。對其他設(shè)備來說也有類似的模塊：打印機得益于 Foomatic 和 CUPS，無線網(wǎng)卡有 b43、ath9k、wl 模塊等等。

發(fā)行版往往會在它們 Linux  內(nèi)核的構(gòu)建中包含盡可能多合理的驅(qū)動程序，因為他們想讓你在接入新設(shè)備時不用安裝驅(qū)動程序能夠立即使用。對于大多數(shù)情況來說就是這樣的，尤其是現(xiàn)在很多設(shè)備廠商都在資助自己售賣硬件的  Linux 驅(qū)動程序開發(fā)，并且直接將這些驅(qū)動程序提交給內(nèi)核團隊以用在通常的發(fā)行版上。

有時候，或許你正在運行六個月之前安裝的內(nèi)核，并配備了上周剛剛上市令人興奮的新設(shè)備。在這種情況下，你的內(nèi)核也許沒有那款設(shè)備的驅(qū)動程序。好消息是經(jīng)常會出現(xiàn)那款設(shè)備的驅(qū)動程序已經(jīng)存在于最近版本的內(nèi)核中，意味著你只要更新運行的內(nèi)核就可以了。

通常，這些都是通過安裝包管理軟件完成的。例如在 RHEL、CentOS 和 Fedora 上：

$ sudo dnf update kernel

在 Debian 和 Ubuntu 上，首先獲取你當(dāng)前內(nèi)核的版本：

$ uname -r4.4.186

搜索新的版本：

$ sudo apt update$ sudo apt search linux-image

安裝找到的最新版本。在這個例子中，最新的版本是 5.2.4：

$ sudo apt install linux-image-5.2.4

內(nèi)核更新后，你必須 reboot （除非你使用 kpatch 或 kgraft）。這時，如果你需要的設(shè)備驅(qū)動程序包含在最新的內(nèi)核中，你的硬件就會正常工作。

安裝內(nèi)核模塊

有時候一個發(fā)行版沒有預(yù)計到用戶會使用某個設(shè)備（或者該設(shè)備的驅(qū)動程序至少不足以包含在 Linux 內(nèi)核中）。Linux  對于驅(qū)動程序采用模塊化方式，因此盡管驅(qū)動程序沒有編譯進內(nèi)核，但發(fā)行版可以推送單獨的驅(qū)動程序包讓內(nèi)核去加載。盡管有些復(fù)雜但是非常有用，尤其是當(dāng)驅(qū)動程序沒有包含進內(nèi)核中而是在引導(dǎo)過程中加載，或是內(nèi)核中的驅(qū)動程序相比模塊化的驅(qū)動程序過期時。第一個問題可以用  “initrd” 解決（初始化 RAM 磁盤），這一點超出了本文的討論范圍，第二點通過 “kmod” 系統(tǒng)解決。

kmod 系統(tǒng)保證了當(dāng)內(nèi)核更新后，所有與之安裝的模塊化驅(qū)動程序也得到更新。如果你手動安裝一個驅(qū)動程序，你就體驗不到 kmod  提供的自動化，因此只要能用 kmod 安裝包，就應(yīng)該選擇它。例如，盡管英偉達(dá)驅(qū)動程序以 Nouveau  模塊構(gòu)建在內(nèi)核中，但官方的驅(qū)動程序僅由英偉達(dá)發(fā)布。你可以去網(wǎng)站上手動安裝英偉達(dá)旗下的驅(qū)動程序，下載 “.run” 文件，并運行提供的 shell   腳本，但在安裝了新的內(nèi)核之后你必須重復(fù)相同的過程，因為沒有任何東西告訴包管理軟件你手動安裝了一個內(nèi)核驅(qū)動程序。英偉達(dá)驅(qū)動著你的顯卡，手動更新英偉達(dá)驅(qū)動程序通常意味著你需要通過終端來執(zhí)行更新，因為沒有顯卡驅(qū)動程序?qū)o法顯示。

然而，如果你通過 kmod 包安裝英偉達(dá)驅(qū)動程序，更新你的內(nèi)核也會更新你的英偉達(dá)驅(qū)動程序。在 Fedora 和相關(guān)的發(fā)行版中：

$ sudo dnf install kmod-nvidia

在 Debian 和相關(guān)發(fā)行版上：

$ sudo apt update$ sudo apt install nvidia-kernel-common nvidia-kernel-dkms nvidia-glx nvidia-xconfig nvidia-settings nvidia-vdpau-driver vdpau-va-driver

這僅僅是一個例子，但是如果你真的要安裝英偉達(dá)驅(qū)動程序，你也必須屏蔽掉 Nouveau 驅(qū)動程序。參考你使用發(fā)行版的文檔獲取最佳的步驟吧。

下載并安裝驅(qū)動程序

不是所有的東西都包含在內(nèi)核中，也不是所有的東西都可以作為內(nèi)核模塊使用。在某些情況下，你需要下載一個由供應(yīng)商編寫并綁定好的特殊驅(qū)動程序，還有一些情況，你有驅(qū)動程序，但是沒有配置驅(qū)動程序的前端界面。

有兩個常見的例子是 HP 打印機和 Wacom 數(shù)位板。如果你有一臺 HP 打印機，你可能有能夠和打印機通信的通用的驅(qū)動程序，甚至能夠打印出東西。但是通用的驅(qū)動程序卻不能為特定型號的打印機提供定制化的選項，例如雙面打印、校對、紙盒選擇等等。HPLIP（HP Linux 成像和打印系統(tǒng)）提供了選項來進行任務(wù)管理、調(diào)整打印設(shè)置、選擇可用的紙盒等等。

HPLIP 通常包含在包管理軟件中；只要搜索“hplip”就行了。

同樣的，電子藝術(shù)家主要使用的數(shù)位板 Wacom 的驅(qū)動程序通常也包含在內(nèi)核中，但是例如調(diào)整壓感和按鍵功能等設(shè)置只能通過默認(rèn)包含在 GNOME 的圖形控制面板訪問。但也可以作為 KDE 上額外的程序包“kde-config-tablet”來訪問。

這里也有幾個類似的個別例子，例如內(nèi)核中沒有驅(qū)動程序，但是以 RPM 或 DEB 文件提供了可供下載并且通過包管理軟件安裝的 kmod 版本的驅(qū)動程序。

打上補丁并編譯你的內(nèi)核

即使在 21 世紀(jì)的未來主義烏托邦里，仍有廠商不夠了解開源，沒有提供可安裝的驅(qū)動程序。有時候，一些公司為驅(qū)動程序提供開源代碼，而需要你下載代碼、修補內(nèi)核、編譯并手動安裝。

這種發(fā)布方式和在 kmod 系統(tǒng)之外安裝打包的驅(qū)動程序擁有同樣的缺點：對內(nèi)核的更新會破壞驅(qū)動程序，因為每次更換新的內(nèi)核時都必須手動將其重新集成到內(nèi)核中。

令人高興的是，這種事情變得少見了，因為 Linux 內(nèi)核團隊在呼吁公司們與他們交流方面做得很好，并且公司們最終接受了開源不會很快消失的事實。但仍有新奇的或高度專業(yè)的設(shè)備僅提供了內(nèi)核補丁。

官方上，對于你如何編譯內(nèi)核以使包管理器參與到升級系統(tǒng)如此重要的部分中，發(fā)行版有特定的習(xí)慣。這里有太多的包管理器，所以無法一一涵蓋。舉一個例子，當(dāng)你使用 Fedora 上的工具例如 rpmdev 或 build-essential，Debian 上的 devscripts。

首先，像通常那樣，找到你正在運行內(nèi)核的版本：

$ uname -r

在大多數(shù)情況下，如果你還沒有升級過內(nèi)核那么可以試試升級一下內(nèi)核。搞定之后，也許你的問題就會在最新發(fā)布的內(nèi)核中解決。如果你嘗試后發(fā)現(xiàn)不起作用，那么你應(yīng)該下載正在運行內(nèi)核的源碼。大多數(shù)發(fā)行版提供了特定的命令來完成這件事，但是手動操作的話，可以在 kernel.org 上找到它的源代碼。

你必須下載內(nèi)核所需的任何補丁。有時候，這些補丁對應(yīng)具體的內(nèi)核版本，因此請謹(jǐn)慎選擇。

通常，或至少在人們習(xí)慣于編譯內(nèi)核的那時，都是拿到源代碼并對 /usr/src/linux 打上補丁。

解壓內(nèi)核源碼并打上需要的補丁：

$ cd /usr/src/linux$ bzip2 --decompress linux-5.2.4.tar.bz2$ cd  linux-5.2.4$ bzip2 -d ../patch*bz2

補丁文件也許包含如何使用的教程，但通常它們都設(shè)計成在內(nèi)核源碼樹的頂層可用來執(zhí)行。

$ patch -p1 < patch*example.patch

當(dāng)內(nèi)核代碼打上補丁后，你可以繼續(xù)使用舊的配置來對打了補丁的內(nèi)核進行配置。

$ make oldconfig

make oldconfig 命令有兩個作用：它繼承了當(dāng)前的內(nèi)核配置，并且允許你配置補丁帶來的新的選項。

你或許需要運行 make menuconfig 命令，它啟動了一個基于 ncurses  的菜單界面，列出了新的內(nèi)核所有可能的選項。整個菜單可能看不過來，但是它是以舊的內(nèi)核配置為基礎(chǔ)的，你可以遍歷菜單并且禁用掉你沒有或不需要的硬件模塊。另外，如果你知道自己有一些硬件沒有包含在當(dāng)前的配置中，你可以選擇構(gòu)建它，當(dāng)作模塊或者直接嵌入內(nèi)核中。理論上，這些并不是必要的，因為你可以猜想，當(dāng)前的內(nèi)核運行良好只是缺少了補丁，當(dāng)使用補丁的時候可能已經(jīng)激活了所有設(shè)備所必要的選項。

下一步，編譯內(nèi)核和它的模塊：

$ make bzImage$ make modules

這會產(chǎn)生一個叫作 vmlinuz 的文件，它是你的可引導(dǎo)內(nèi)核的壓縮版本。保存舊的版本并在 /boot 文件夾下替換為新的。

$ sudo mv /boot/vmlinuz /boot/vmlinuz.nopatch$ sudo cat arch/x86_64/boot/bzImage > /boot/vmlinuz$ sudo mv /boot/System.map /boot/System.map.stock$ sudo cp System.map /boot/System.map

到目前為止，你已經(jīng)打上了補丁并且編譯了內(nèi)核和它的模塊，你安裝了內(nèi)核，但你并沒有安裝任何模塊。那就是最后的步驟：

$ sudo make modules_install

新的內(nèi)核已經(jīng)就位，并且它的模塊也已經(jīng)安裝。

最后一步是更新你的引導(dǎo)程序，為了讓你的計算機在加載 Linux 內(nèi)核之前知道它的位置。GRUB 引導(dǎo)程序使這一過程變得相當(dāng)簡單：

$ sudo grub2-mkconfig

現(xiàn)實生活中的編譯

當(dāng)然，現(xiàn)在沒有人手動執(zhí)行這些命令。相反的，參考你的發(fā)行版，尋找發(fā)行版維護人員使用的開發(fā)者工具集修改內(nèi)核的說明。這些工具集可能會創(chuàng)建一個集成所有補丁的可安裝軟件包，告訴你的包管理器來升級并更新你的引導(dǎo)程序。

感謝各位的閱讀！關(guān)于“如何編譯Linux內(nèi)核”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！

新聞名稱：如何編譯Linux內(nèi)核
本文URL：http://muchs.cn/article20/pgoijo.html

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