Linux配置与编译内核

     

编置内核包含两大项内容，即配置内核和编译内核。这两项工作需要经常查看内核的文档,至少要查看Readme文件和Documentation目录下的Changes文件。它们对内核进行了描述，比如升级内核可能出现的问题和内核对系统中工具的版本要求等。Linux内核的编制方法下面将做具体说明。
                              下载与解压
    首先需要将内核源码下载到/usr/src/目录下面。如果压缩格式是gzip，那么执行如下命令：

 

#tar xzvf linux- 2.4.23 .tar.gz

如果是bzip2格式，则执行如下命令：

#tar xjvf linux- 2.4.23 .tar.bz2

这时会建立Linux- 2.4.23 内核源代码树。进入该目录，并确保今后的所有操作都在这个目录下完成。

配置内核
有了要编译配置的内核，先来介绍怎么样配置内核。具体的步骤分为一下几步：
1.在开始配置内核之前，首先需要通过下面的命令清除所有的临时文件、中间件和配置文件。对于一个刚从网上下载的内核来说，它肯定是干净的，这么做只会多此一举。但是这是一个良好习惯，而且不会有坏结果。

#make mrproper

2. 然后要了解自己系统的硬件配置情况，比如CPU的类型、主办芯片、显卡和声卡的型号等。
3. 配置内核选项，用到的命令是：

#make

用到的配置工具有：
◆ config 基于交互式的文本配置界面。每个问题以线形格式出现,并被一个一个地回答,而且一旦作出了回答就不能再修改了。
◆ oldconfig 同config相似，但是使用原有的配置文件，而且只会提问有关新内核特性的问题，对于内核升级很方便。
◆ menuconfig 一个文本模式、选单驱动的配置界面。
◆ xconfig 基于Tcl/Tk的X图形配置界面。
现在开始配置内核，使用的工具为menuconfig。在命令行模式下执行下面的命令：

#make menuconfig

在闪过几行字之后就出现了如图1所示的界面。

图1 内核配置界面

使用方向键在各选项间移动；使用“Enter”键进入下一层选单；每个选项上的高亮字母是键盘快捷方式，使用它可以快速地到达想要设置的选单项。在括号中按“y”将这个项目编译进内核中，按“m”编译为模块，按“n”为不选择（按空格键也可在编译进内核、编译为模块和不编译三者间进行切换），按“h”将显示这个选项的帮助信息，按“Esc”键将返回到上层选单。
    注意，如果“make menuconfig”命令失败，很可能是ncurses库没有安装。
    内核的配置选项很多，这里就主要选项进行简要说明，使大家能根据自己的情况，进行内核定制。如果某些项把握不准,可以参考documentation/Configure.help文件,也可搜索整个系统,并查看相关的选项都在哪些文件中出现了。接下来就是个选项的配置说明情况。
    ◆ Loadable module support（可加载模块支持）。其中“Enable loadable module support”选项可让内核支持模块；“Module unloading”选项可以让用户卸载不再使用的模块，如果不选的话用户将不能卸载任何模块（注意，有些模块一旦加载就不能卸载，与是否选择了此选项无关）；“Module versioning support（EXPERIMENTAL）”选项允许用户可以使用其它版本内核中编译的模块，不过并不可靠，所以一般不选择它；“Automatic kernel module loading”选项允许内核自动调用“modprobe”命令来加载需要的模块。
   模块是一小段代码，编译后可在系统内核运行时被动态地加入内核，从而为内核增加一些特性或对某种硬件进行支持。一般一些不常用到的驱动或特性可以编译为模块以缩小内核的体积。在运行时可以使用“modprobe”命令把模块加载到内核中去（在不需要时还可以卸载它）。
    ◆ Set version infomation on all symbols for modules（CONFIG_MODVERSIONS）是有关内核模块版本控制的选项。如果用户打算开发内核模块代码（包括当前内核源码树中之外的任何模块代码），就开启这个设置。一般的用户可以关闭。
    ◆（Pentium-III/Celeron（Coppermine））Processor family用来选择CPU类型。它允许内核使用高级处理器内部的特殊指令。当然，如果用户的CPU是80386，就没必要选择P4。但是如果实在不知该怎么选择，就选386。这时如果用户使用高级的CPU，内核的运行速度会比它应有的速度慢，但至少它能够运行。建议使用Help和/proc/cpuinfo获得更多的帮助。
    ◆ High Memory Support （CONFIG_NOHIGHMEM）使内核支持大内存。通常情况下内核只支持1GB内存（实际情况是896MB，它与vmalloc（）的实现有关，这超出了我们的讨论范围）。如果用户的内存数量超过了896MB，请选择内核对4GB内存的支持，甚至64GB内存的支持。
    ◆ Symmetric multi-processing support（CONFIG_SMP）使内核支持多处理器。如果用户有多于一个CPU，那么一定要选这项。
    ◆ Maximum number of CPUs（2-32）用以选择处理器数量。对于单CPU用户来说，选多少都没有意义。
    ◆ General setup表示通用配置。这里可设置内核对虚拟内存的支持和为System V的进程提供通信机制；通过“Sysctl support”选项可以动态地更改一些核心参数与变量，而不需要重新启动系统。
    ◆ File systems（文件系统）。这里的内容很多,建议在缺省的基础上进行修改。一般需要DOS FAT(FAT16、FAT32)、VFAT,EXT3、NTFS和ISO9660(标准光盘使用的文件系统)支持。
    介绍完这些内核配置的主要选项，用户在根据自己的要求配置好内核之后，接下来就要编译内核。
    ◆ Power management options (ACPI、APM)是高级电源管理。要注意ACPI与APM不能同时使用。如果同时配置了这两者，那么在系统启动时，若发现一个可工作的ACPI设备，那么APM将被关闭，ACPI会被加载。
    如果想让Linux支持高级电源管理，例如软关机、系统休眠等，需要选择“Power Management support”选项；“Software Suspend（EXPERIMENTAL）”选项可以挂起计算机（类似Windows XP中的休眠），这个功能不需要高级电源管理的支持；“Processor”选项可让处理器在空闲时节省电能，应该选上；“Thermal Zone”选项在系统温度过高时，及时调整系统的工作状态，以保护CPU（需要硬件的支持）。
    ◆ Bus options（PCI、PCMCIA、EISA、MCA和ISA）用以设置系统总线。根据主板参数自己进行选择。针对PCI总线的是“PCI support”选项，下面还有ISA和EISA子项，一般都是需要的；“Support for hot-pluggable devices”选项是对热插拔设备的支持；“PCMCIA/CardBus support”选项支持PCMCIA。
    ◆ Executable file formats表示可执行文件格式，一般全要选上。
    ◆ Device Drivers用来选择设备驱动程序。声卡、显卡、网卡和电视卡等驱动都在这里选择。其中“Plug and Play support”选项支持即插即用；“Block devices”选项支持块设备；“SCSI device support”选项支持SCSI 设备；“Multi-device support（RAID and LVM）”选项支持RAID和逻辑卷；“Networking support”选项支持网络，包括网络协议和网络设备，协议中肯定要“TCP/IP”项，根据自己的网卡选择相应的设备；ISDN上网必需选“ISDN subsystem”选项；“Sound”选项是声卡驱动,有两种选择，一种是ALSA驱动，一种是Open Sound System驱动，选择支持自己声卡的那种，将之编译进内核；“USB Support”选项该项很重要，平常用的优盘就是一种USB设备；对USB而言，至少需要“Support for USB”、“USB device filesystem”、“ECHI HCD（USB 2.0）support”、“UCHI HCD（most Intel and VIA）support”、“USB Audio support”、“USB MIDI support”和“USB Mass Storage support”选项。
    执行了“make ”之后，系统会在include/linux目录下生成一个autoconf.h文件。例如，在配置内核选项时选择支持NTFS文件系统，并把它编译进了内核，那么在.config中就会生成“CONFIG_NTFS_FS=y”这项，相应的在include/linux/autoconf.h中会生成“#define CONFIG_NTFS_FS 1” 这项。因此所有与NTFS文件系统相关的C源文件都会包含include/config/ntfs/fs.h这个头文件。
    新的 2.6.0 内核中增加了两个GUI配置工具，要使用xconfig必需先安装Qt库（一般发行版的光盘里都有），要使用gconfig就要先安装Gtk库。
    在启动配置工具时，2.6.0内核会读取当前的系统配置，从而保持与当前配置相同的选项。这个特性是为方便以后的升级工作，在内核特性变化不大的情况下可以直接以当前的选项为基础，省去了逐项配置的麻烦。有两种方法可以让2.6.0内核以默认选项来启动配置工具，一种是将当前的配置文件/boot/config-XXX删除；另一种是在执行配置工具前先执行“make defconfig”命令。
     除此之外，还为make添加了几个新选项，是allyesconfig、allnoconfig和allmodconfig。它们是为内核开发人员与测试人员准备的。
    用户根据自己的要求配置好内核之后，接下来就要编译内核。

     编译内核
    编译内核的软件环境是kbuild系统，它泛指构建一个完整并能够运行的Linux内核所需要的一切资源。这些资源包括构建程序、脚本、中间件、配置文件和Makefile。现在就讲解内核的编译过程，具体步骤如下：
    1.“make dep”或“make depend”
   kbuild调用中间件scripts/mkdep来生成描述与相关核心文件形成依赖关系的.h文件（绝大多数）列表。这个列表保存在.depend中。用户即使不执行这一步，kbuild也会自动执行的。
    2. 构建内核镜像的命令是：

#make

其参数如下：
◆ zImage 构建小内核镜像。
◆ compressed 同zImage。
◆ bzImage 构建大内核镜像。
◆ zdisk 使用zImage生成一张引导软盘。
◆ bzdisk 使用bzImage生成一张引导软盘。
◆ zlilo 使用lilo作为zImage的引导器。
◆ bzlilo 使用lilo作为bzImage的引导器。
根据实际情况选择内核境象类型，大多数情况下选择“make bzImage”。
2.6.0 内核的kbuild系统与2.4.23比起来有一定的差异，但是绝大多数功能都是相似的。只是构建内核镜像的命令参数增加了一下几项：
◆ fdimage 制作一张 1.44M 的引导软盘
◆ fdimage144 同fdimage
◆ fdimage288 制作一张 2.88M 的引导软盘
3.通过下面的命令安装内核：

#make install

如果用户使用LILO，它会把内核镜像放到正确的位置并且修改LILO的配置，那么用户可以免去手动操作。如果使用别的引导器（例如GRUB），那么不使用这个命令。因为修改grub.conf需要交互式的手动编辑，自动修改可能会带来一些不可预计的错误，所以编译完毕后用户需要进行一些手动操作（见下面第6步）。
在 2.6.0 中“make install”更加智能，它会依此将arch/i386/boot/bzImage、System.map复制为/boot/vmlinuz-2.6.0，/boot/System.map-2.6.0，并创建vmlinuz-2.6.0的软链接vmlinuz和System.map-2.6.0的软链接System.map。kbuild还会自动创建/boot/initrd-2.6.0.img，并且修改grub.conf，以前这一切都要手动才能完成。引用别人的话来说：“2.4.x还是半自动的，而2.6.x是全自动的。”
4. 用下条命令编译所有被配置为模块的内核组件：

#make modules

5. 把所有编译好的内核模块按照功能拷贝到/lib/modules/ 2.4.23 /目录下，使用下面命令：

#make modules_install

6. 手动操作将内核境像文件（/linux/arch/i386/boot/bzImage）拷贝到/boot分区，然后修改LILO或GRUB的相关设置。这里以grub.conf为例：

default=0 timeout=10 splashimage=(hd0,1)/grub/image/37.xpm.gz title kernel- 2.4.22                root (hd0,1)                kernel/vmlinuz- 2.4.22 ro root=oot=LABEL=/         initrd /initrd- 2.4.22 .img title kernel- 2.4.23         root (hd0,1)         kernel /vmlinuz- 2.4.23 ro root=/dev/hda1         initrd /initrd- 2.4.23 .img title kernel- 2.6.0         root (hd0,1)         kernel /vmlinuz- 2.6.0 ro root=/dev/hda1         initrd /initrd- 2.6.0 .img

注意，在 2.4.23 之前的内核，通常制定LABEL参数，但是对于2.4.23和2.6.0内核，这个参数已经被废弃了，使用root参数指定根文件系统的位置。
如果重新启动后出现“kernel panic”错误或显示应该修改“init”信息，则基本都是以上kernel语句错误。
根据发行版的不同，通常GRUB配置文件会在/etc/grub.conf、/boot/grub/menu.lst或/boot/grub/grub.conf三个地方。
7.最后将在编译过程中的垃圾文件进行清理，命令如下：

#make clean