如何编译和更换Linux系统内核

step0 — 完成编译和安装Linux需要的基本条件

• 内核源代码

  从http://www.kernel.org即可下载代码，注意你需要下载的是完整的源代码包(点击tarball即可下载)，而不是patch或change log之类。

• 编译需要的软件

  编译kernel需要一些基本的develop工具软件，比如make和编译器，当然还有其他一些重要的工具，Debian系列的系统可以用如下命令安装：

  apt-get install build-essential kernel-package libncurses5-dev

step1 — 解压缩源代码包

源码包下载完成以后，需要进行解压缩：

例如我下载的3.16.48版本内核源码包，文件名是linux-3.16.48.tar.xz

root@promote:/home/zy# ls -l
total 177364
-rwx------ 1 zy zy  81032280 Oct  2 21:50 linux-3.16.48.tar.xz

这里注意一个大家惯用的惯例，就是把Linux内核的源代码包放在/usr/src/目录下，这一步不是必须的，但是个人认为放在这个目录下，而不是任何用户的家目录下，如果你有多个内核的话，会比较清晰。

使用如下命令解压缩：

tar -xvf linux-3.16.48.tar.xz

解压缩完成以后，

root@promote:/usr/src# pwd
/usr/src
root@promote:/usr/src# ls -l
total 79140
drwxrwxr-x 24 root root     4096 Oct  3 01:36 linux-3.16.48
-rwx------  1 root root 81032280 Oct  3 00:00 linux-3.16.48.tar.xz

setp2 — 编译之前一些必要的清理

首先,清理以前编译时留下的临时文件,如果是刚刚解开的包,不需要执行这步.否则一定要执行
make mrproper

网上很多教程上说把现在使用的内核的config拷贝过来参考,据实验,是不需要的,ubuntu还有
debian会自动做这步. 不过这条命令倒是可以学习一下,当然你可以将以前的配置拷贝过来

cp /boot/config-uname -r ./.config

setp3 — 开始配置内核选项

配置内核主要是进行一些软件硬件相关的设置，以进行内核支持功能及硬件的选择，如果你没有特殊需求，可以保持默认设置，如果需要进行特殊设置，则需要仔细核对。有如下四种方式进行内核选项的配置：

• 命令make config这是一种历史悠久的配置方式，执行后会逐条列出支持配置的选项，可以选择是否编译进入内核或者采用模块的形式编译，现在Linux支持的功能及硬件众多，如果你用这种方式进行逐条配置，实在是一项非常耗时的工作。

• 命令make menuconfig一个基于curses的图形化的配置界面，可以直接选择需要的项目进行更改。

• 命令make xcofig基于QT的图形化配置界面。

• 命令make gconfig基于GTK的图形化配置界面。

setp4 — 执行编译

配置完成后，可以开始编译，正常情况下按顺序执行以下命令即可：

1. make bzImage
2. make modules
3. make modules_install
4. make install

如果没有什么特殊情况，按顺序执行以上命令之后，就可以重启了，我们这里是基于Grub启动的Linux，来看下启动时的界面：

选择第二项：

这里我尝试编译安装了两个内核，一个是3.16.48版本，一个是4.13.4版本，老的内核是3.16.0版本，可以看到grub里已经有了可选择的我们编译安装完成的内核。选择第一项即可：

root@promote:/home/zy# uname -r
4.13.4

新的内核已经更换成功了。

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注意：有时会出现如下报错：End kernel panic not syncing out of memory and no killable processes

出现这种现象的原因是，生成的initrd镜像文件太大了，比原始的内核文件大的多，大约300M，而原始文件只有50M左右。
因此会出现内存不够的状况。
找到了解决方案，罪魁祸首是/boot目录下的initrd.img-4.4.154文件太大了，是原先initrd.img-4.4.0-87-generic文件的五~十倍.

initrd 的含义是initialized ram disk. ram disk是用一部分内存模拟成磁盘，让操作系统访问，initrd.img文件就是个ram disk的映像文件，在系统启动时需要用到.

既然文件太大了，我们就要想办法去减小它的体积，这里有两种方法.

方法一

适用于我现在这种情况，已经编译完内核了. 首先，我们先选择原来的内核进入系统(通过开机界面(按住SHIFT)的Advanced options for Ubuntu). 执行以下命令：

cd /lib/modules/<version>
sudo find . -name *.ko -exec strip --strip-unneeded {} +
sudo update-initramfs -c -k <version>

我这里的version即为4.4.154，然后重启系统就可以了.

方法二

在编译安装阶段就便避免这种情况发生：

将安装模块命令

make modules_install

改为

make INSTALL_MOD_STRIP=1 modules_install

解决方法参考一下几篇博客：
https://blog.gspirits.org/wp/956
https://hw2007.com/2018/09/07/Ubuntu16-04%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E7%BC%96%E8%AF%91Linux%E5%86%85%E6%A0%B8%E6%BA%90%E7%A0%81/

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附录

step4中编译内核时，执行的几个命令简单说明：

• make bzImage — 编译基本的内核（make menuconfig这一步中选*的部分），并制成压缩镜像

• make moudles — 编译内核模块（make menuconfig这一步选择m的部分)

• make modules_install — 将上一步编译好的模块(.ko文件)拷贝到/lib/modules/liunx-x.xx.x文件夹，内核启动时需要加载的模块，会在这个路径下寻找。

• make install — 编译出来的压缩内核镜像拷贝到/boot/文件夹下，并且修改/boot/grub/grub.cfg这个grub配置文件，才能出现启动时我们看到的选项。

  make install命令在grub.cfg文件中增加了一个submenu段，里面注明了新内核的名字，启动镜像的位置，根目录所在磁盘的uuid等信息，重要的信息如下图红线所示：