编译Linux内核

以下内容由 xgfone 整理而成。

在编译Linux内核源码时，建议不要使用具有管理权限的账号（比如：root账号），用普通账号即可，因为编译内核不需要管理员权限，由于普通账号不具有管理权限，所以其操作不会损坏系统。

注：以下某些部分不适合低于 2.6 版本的Linux内核，比如：模块编译。另外，现在内核已经发展到 3.X 版本，但原理是一样的。

1、获得Linux内核源码，并进入其主目录

(1) 下载Linux内核源码

Linux内核的官方网址是 http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/ 。
注：也可以从其他地方获得Linux内核源码，只要获得Linux内核源码即可。

(2) 解压Linux内核源码

$ gzip -cd linux-2.6.XX.tar.gz | tar xvf -

or

$ bzip2 -dc linux-2.6.XX.tar.bz2 | tar xvf -

以上是通用格式，如果是GNU tar，还可以直接使用GNU tar解压：

$ tar -xvzf linux-2.6.XX.tar.gz  [－C SRC_DIR]

or

$ tar -xvjf linux-2.6.XX.tar.bz2  [-C SRC_DIR]

其中，SRC_DIR是解压后的源码所放置的目录；如果没有-C选项，则解压到当前目录。

注：有很多介绍“编译Linux内核”的教材或文章都把解压后的Linux内核源码放到 /usr/src/linux 目录中，但是，在Linux内核源码的帮助文档中，Linux官方建议不要使用该目录。其实，在编译Linux内核源码时，在任何目录中都是可以的。

(3) 进入主目录

$ cd SRC_DIR/linux-2.6.XX

or

$ cd linux-2.6.XX

注：以上命令要根据自己的当前目录来确定怎么使用。

2、给Linux内核打补丁（可选）

如果linux-2.6.XX版本正是我们所要的，这一步可以略过。

如果我们需要的是linux-2.6.XX.2，则还需要给我们下载的linux-2.6.XX版本打上 patch-2.6.XX.2.gz 补丁。

$ gzip -cd linux-2.6.XX.2.gz | patch -p1

or

$ gzip2 -dc linux-2.6.XX.2.bz2 | patch -p1

如果我们的Linux内核源码的版本是 linux-2.6.XX.1，如果想用 linux-2.6.XX.2，但又没有 linux-2.6.XX.2 的内核源码，只有 patch-2.6.XX.1 和 patch-2.6.XX.2 两个补丁，则我们不能在 linux-2.6.XX.1 上直接使用 patch-2.6.XX.2 这个补丁，而需要先用 patch-2.6.XX.1 补丁把我们的内核版本从 linux-2.6.XX.1 还原到 linux-2.6.XX，再用 patch-2.6.XX.2 把 linux-2.6.XX 升级成 linux-2.6.XX.2。这样做的原因是，2.6版本的linux内核补丁都是基于 linux-2.6.XX 的，所以，只能应用到 linux-2.6.XX 上，不能应用到 linux-2.6.XX.YY 上。

3、移植Linux内核（可选）

如果我们下载的或已经打过补丁的Linux内核正是我们所想要的，即支持我们的硬件，那么可以跳过这一步。

一般来说，在我们的台式机（如常见的X86）上，我们不需要对Linux内核进行移植，可以略过这一步。

如果我们的Linux内核不支持我们的硬件，那么我们就需要对Linux内核进行移植。在大多数的Linux嵌入式中，经常须要移植Linux内核。

移植Linux内核需要修改Linux内核源码。

4、清除残留的信息（可选）

如果是刚刚下载的Linux内核源码并且没有执行过在编译Linux内核过程中所使用的任何一个make命令，则可以跳过这一步。

如果在当前的Linux内核源码中，已经执行过在编译Linux内核过程中所使用的任何一个make命令，并且想再次编译该Linux内核源码，则必须要执行这一步，不然，在编译的过程中，可能会遇到各种各样的小问题。

清除残留信息的过程很简单，只需要一个命令即可：

$ make  mrproper

在某些讲述如何编译Linux内核的教程中，很多教程都使用Makefile文件中的distclean选项，即使用命令：

$ make distclean

其实，这两个命令使用哪个都行。而且，使用后者时，清除的内容将会更多的，因为distclean选项所做的清除内容包含了mrproper选项所做的清除内容；换句话说，就是当使用distclean选项时，相当于也执行了mrproper选项，同时也执行了其他的一些清除工作。但是，在Linux内核源码的README文档中，在清除残留信息时，提到的是mrproper选项，而没有提到distclean选项。

5、生成.config配置文件

在执行make命令进行编译Linux内核时，我们需要.config配置文件，这个文件是指导Linux内核如何来编译Linux内核（这是Linux为了跨平台而设计的）。

.config是一个很大、很复杂的文件，从头开始配置是很麻烦的，所以，在编译Linux时，我们一般都会从其它的地方拷贝一个现成的.config到我们的Linux内核源码的主目录中。然后执行“make config”命令进行配置我们自己的.config文件。

“make config”命令提供一个淳朴的命令行界面，我们一般不会使用它，可以使用其它能提供图形界面的配置命令：

make memuconfig         提供一个基于curses的命令行界面（需要curses库的支持）
make nconfig            提供一个基于ncurses（下一代curses）的命令行界面（需要ncurses库的支持）
make xconfig            基于QT的X Window图形化界面
make gconfig            基于GTK+的X Window图形化界面
make oldconfig          新配置的.config文件基于已经存在的.config，已经存在的.config中的值在新的.config文件中都成为默认值。
make silentoldconfig    同“make oldconfig”，但是该命令会避免被已经回答的问题弄乱屏幕，另外还会更新依赖。
make allyesconfig       在创建.config配置文件时，会尽可能选择“y”。
make allmodconfig       在创建.config配置文件时，会尽可能选择“m”。
make allnoconfig        在创建.config配置文件时，会尽可能选择“n”。
make randconfig         在创建.config配置文件时，会对各个选项进行随机设置（随机选择“y”、“m”、“n”）。
make defconfig          使用各架构下默认的.config文件（位于arch/<arch>/configs/*_defconfig）。

在执行这些命令中的任何一个时，对界面中的每个选项（即每个模块），可以选择“y”、“m”或“n”三个中的任何一个。

“y”选项要求make把该模块编译进Linux内核中（这会增大内核的大小）；
“m”选项要求make把该模块编译成一个“模块”，该模块可以被动态地加载进Linux内核或从Linux内核中裁掉；
“n”选项要求make跳过该模块而不用编译它。

注：在选择如何编译内核时，一般有三种类型：方括号、尖括号和圆括号。

如果出现的是方括号，只能选择“Y”或“N”，而且“Y”用“*”来代替（显示在方括号中），“N”用“ ”（空）来代替（显示在方括号中）。
如果出现的是尖括号，则可以选择“Y”、“N”或“M”，而且“Y”用“*”来代替（显示在尖括号中），“N”用“ ”（空）来代替（显示在尖括号中），
    “M”还是用“M”在尖括号中显示。
如果是出现的是圆括号，则允许输入选项内容。

6、解决各模块间的依赖关系（可选）

如果是编译2.6内核（及其以后版本）的话，这一步可以跳过。

主要是早期的Linux内核（比如：2.4版本）需要执行这一步，这一步能够解决各模块间的依赖关系，以及确保关键文件的正确位置。

执行的命令是：

$ make dep

7、编译Linux内核源码

make命令会生成相应的Linux内核镜像。

$ make [all]

make命令会根据.config配置文件来编译Linux内核。此命令会编译默认的目标，但不同的平台、体系，其默认的目标不同，这需要查看该平台、体系下的Makefile文件（位于arch/$(ARCH)/Makefile）。其实，Linux官方已经帮我们默认地设计好了即要生成的目标文件，我们按照默认的即可。在Linux内核中，执行make和make all是一样的。如果想加快、节约编译时间，可以在make命令中添加 -j N 选项，用来指定make的并发性，其中的 N 为数字，可以设置处理器的数量，一般设置成处理器的个数的两倍。

当我们需要特定的目标时，我们可以在make命令后明确地指定。比如：默认生成的是目标是zImage，但我们想要生成bzImage，则可以使用命令“make bzImage”。但是，在明确地指定生成目标时，请先查看该平台、体系下Makefile文件是否有该目标（在查看时，可以从Makefile文件的规则和名为“archhelp”的命令包中查看，其中“archhelp”可以看成是帮助文档）；如果没有的话，就算明确指明，也不能生成该目标。

不过，对于大部分平台、体系的计算机来说，一般都会先编译成vmlinux目标，然后再把vmlinux目标转换成其它形式的目标。

注：

(1) 一般能生成的目标有：vmlinux、Image、zImage、bzImage、uImage等等，且后三者在ARM嵌入式芯片上用的最多。

(2) 在编译上述指定的目标时，make只编译选项为“Y”的模块，不会编译选项为“M”或“N”的模块。如果想编译选项为“M”的模块，须要指定目标“modules”。

只编译选项为“M”的模块，但不编译选项为“Y”的模块：

1> 编译Linux内核源码中所有选项为“M”的模块：
   首先切换当前目录到Linux内核源码树的主目录，然后执行命令即可： $ make modules
   注：此命令可以把Linux内核源码树中所有选项为“M”的模块编译成可动态加载、卸载的模块；
      另外，用此命令编译的模块必须都是在Linux内核源码树内的。

2> 只编译Linux内核源码树中的某一个模块：
   如果不想编译Linux内核源码树中所有的选项为“M”的模块，则也可以只单独编译其中的一个模块。
   此时，首先须要先切换当前目录到Linux内核源码树的主目录中，然后以下命令即可：$ make  SUBDIR=MODULE_DIR  modules
   其中，MODULE_DIR为所要编译的模块的主目录。

3> 编译在Linux内核源码树外的模块：
   首先切换当前目录到要编译的模块的主目录内，然后执行以下命令即可：$ make  -C $(KERNEL_DIR)  M=$(pwd)  modules
   其中，KERNEL_DIR是Linux内核源码树的主目录， 而$(pwd)则是当前即要编译的模块的主目录（即当前目录），
   pwd 为Shell下的命令（打印当前路径的全称），$(pwd)表示替换pwd命令的输出。

   注：此时编译的模块虽然是在Linux内核源码树的外部，但也要遵循Linux内核源码的大框架，即在其主目录下，
       要有一个Makefile文件来指导make编译模块，但不一定要有Kconfig文件（既然不在Linux内核源码树中，
       所以一般也不需要）。

说明：由此可见，编译内核时分为两种编译：只编译选项为“Y”的模块（即把模块编译进内核中）和只编译选项为“M”的模块（即把模块编译成可动态加载、卸载的模块形式）。

8、安装编译后所生成的Linux内核（可选）

对于不同的平台，这一步的执行不同，甚至可以省略。比如：如果编译的是嵌入式Linux内核源码，这一步就可以省略。如果是X86平台、体系，并且想要安装刚刚编译的内核的话，则这一步是需要的。在X86下，安装编译后的Linux镜像的命令是：

# make install

相对于Linux内核的编译，Linux内核的安装也有多种。其实，对于Linux内核的安装分为三种：内核镜像、内核模块、内核头文件（头文件不需要编译）。

(1) 安装内核镜像

$ make install

此命令会完成以下动作：

1> 把内核镜像拷贝到/boot目录下，并建立相应的system.map符号链接；
2> 修改bootloader的配置文件（一般是Grub）；
3> 调用mkinitrd程序创建内核的initrd映象。

注：该命令会将内核映像文件安装到/boot目录下。如果使用的是Fedora系统的发布版，就会同时生成boot初始化文件系统映像，并同样安装到/boot下。而Ubuntu等Debian系统的发布版则需要执行下列命令，另行生成和安装boot初始化文件系统映像。在 <内核版本> 的部分请输入表示当前生成的内核版本的文字：

update-initramfs -c -k <内核版本>

通过安装内核而生成的文件和目录

(2) 安装可动态加载、卸载的模块

$ make modules_install

此命令会把编译后的动态模块安装到标准的系统模块所在的位置（默认地，一般为/lib/moudules/$(KERNEL_RELEASE)目录，其中KERNEL_RELEASE为该内核的发行版本）。

(3) 安装Linux内核的头文件

$ make headers_install

此命令会把Linux内核中相应的头文件安装到标准的系统头文件所在的位置。

我们一般常安装的是内核镜像。

注：在编译Linux内核源码时（即，使用make），如果没有指定O选项，则在编译过程中，所产生的所有中间文件都将位于各自相应的源码所在的目录中；如果指定了O选项，则在编译过程中，所产生的所有中间文件将位于由O选项所指定的目录中。其使用方法是：

$ make O=BUILD_DIR

其中，BUILD＿DIR是可以系统中的任何一个目录。但是，

（1）要使用 O 选项，就要在第5步配置 .config 文件时使用；
（2）如果使用了 O 选项，每次使用 make 命令时，都必须使用 O 选项，而且在每次使用 O 选项时所指定的目录必须都相同。

附：make的一些对象或变量

 对象        |                               说明

-----------------|-------------------------------------------------------------------------------- clean | 将源码树恢复到编译前的状态。obj 文件等删除，.config或编译过程中自动生成的部分文件不会被删除。 mrproper | 将源码树完全恢复到发布时的状态。发布时源码树中不存在的文件全部被删除，包括.config文件。 help | 显示可以使用的make对象。 tags | 生成标签文件。有了标签文件，就能使用Emacs等编辑器的 tag jump 功能跳到函数定义处，可以高效进行源码浏览。 cscope | 生成用于cscope的索引文件。cscope是基于控制台（文字界面）的源码浏览器。 <dir>/<file>.o | 仅进行生成指定的目标文件所必需的编译。当仅指定

注：其它的一些对象或变量请参见“5、生成.config配置文件”。