如何编译Linux内核源码？

前言

学习Linux内核是一件振奋人心的事情，而在学习伊始对Linux内核的成功编译并运行一个mini版的文件系统也更会燃起更足的动力去钻研。本文从下载并编译Linux内核、编译busybox、制作一个最小的根文件系统，最后用qemu启动你编译好的内核和根文件系统 ，初步感受Linux内核的魅力所在。

Linux用途广泛，包含的内容也琳琅满目。Linux系统的基础是内核、C库、工具集合系统的基本工具（如登录程序和Shell）。应用程序通过system call陷入内核，内核又通过驱动程序来与硬件交互。

应用程序、内核和硬件的关系

首先明确两点：

1. 配置内核就是你来决定编码哪些代码；
2. 编译内核就是生成可执行文件的一个过程。

再明确内核文件的产物名称：

• vmlinux：原始的，未经压缩的内核可执行文件
• zImage：压缩过的可执行文件——压缩vmlinux后，加上一个head part（用来解压）
• uImage：用于给uboot引导的zImage
• bzImage：即bigzImage ，通过gzip压缩的

好了，明确了上述几点，就可以开始实验了。本文的实验环境如下：

• Linux系统：ubuntu 14.04
• linux源码版本：linux-4.9.229
• busybox源码版本：busybox-1.30.0
• qemu-system-x86_64版本：2.0.0

1.下载并编译Linux内核

https://www.kernel.org/

下载并解压后，进入目录。

1.指定硬件体系架构

为了演示方便，选用了x86架构，如果编译arm则需要再下载对应的toolchain。

$ export ARCH=x86

2.配置board config

$ make  x86_64_defconfig

3.配置内核

这一步其实是对第2步的进行微调，这里我们使用基于ncurse库编制的图形界面工具：

$ make menuconfig

如果执行该命令时出现：

原因：缺少ncurses dev工具

sudo apt-get install libncurses5-dev

如果需要内核支持ramdisk驱动，需要选中如下配置：

General setup  --->
       ----> [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
    Device Drivers  --->
       [*] Block devices  --->
               <*>   RAM block device support
               (65536) Default RAM disk size (kbytes)

4.编译内核

$ make -j8

编译成功后的内核位于：arch/x86_64/boot/bzImage

至此，内核编译完成。

2.编译busybox

什么是busybox？

busybox号称“嵌入式Linux的瑞士军刀”。BusyBox工具小巧高效，可以替代一大批常用的标准Linux命令行工具，功能有所简化，非常适合资源有限的嵌入式平台。BusyBox是模块化且高度可配置的，可以对其进行裁剪以满足特定需求。

在如下链接下载busybox：

https://busybox.net/downloads/busybox.net/downloads/

我们以busybox-1.30.0作为实验对象。

下载之后解压并进入该busybox目录开始配置并编译。这里把busybox配置为静态编译，这样不依赖其他动态库比较容易操作和演示。编译则似曾相识，与编译内核的指令是一样的！

$ make menuconfig

Busybox Settings  --->
      Build Options  --->
            [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

配置完之后进行编译和安装

$ make && make install

make是编译busybox，make install是为了在对应目录中编译安装一系列的工具。

编译完成后的busybox就安装在源码根目录下的_install目录了。

总结

至此，我们对Linux内核和busybox进行了配置和编译。光编译肯定不过瘾，下一讲来演示如果基于busybox制作一个简单的文件系统，并通过qemu模拟器运行Linux，真正的让内核工作起来！