上位机知识篇---内核编译

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前言

合理选择配置选项是平衡内核性能、灵活性和稳定性的关键。

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一、Linux 内核编译流程

1. 准备工作

(1) 安装编译工具和依赖

#Debian/Ubuntu
sudo apt update
sudo apt install build-essential libncurses-dev flex bison libssl-dev libelf-dev

#CentOS/RHEL
sudo yum groupinstall "Development Tools"
sudo yum install ncurses-devel openssl-devel elfutils-libelf-devel

(2) 获取内核源代码

方式一

方式1：从 kernel.org 下载稳定版源码（如 linux-6.x.x.tar.xz）。

方式二

方式2：使用系统包管理器获取（以 Ubuntu 为例）：
apt source linux-source

(3) 解压源码

tar -xvf linux-6.x.x.tar.xz
cd linux-6.x.x

2. 配置内核选项

(1) 选择配置方式

基于当前系统配置（推荐新手）

cp /boot/config-$(uname -r) .config
make oldconfig

图形化配置工具

make menuconfig   # 基于终端的图形界面（需安装 libncurses-dev）
make xconfig      # 基于 Qt 的图形界面

(2) 配置选项说明

在配置界面中，每个选项有三种状态：

*（编译进内核）

*（编译进内核）：功能直接集成到内核映像（vmlinuz），无法卸载。

M（编译位模块）

M（编译为模块）：功能编译为独立的 .ko 文件（内核模块），可在运行时动态加载。

>（空格，未选中）

（空格，未选中）：不包含此功能。

3. 编译内核

(1) 启动编译

#-jN 指定并行编译的线程数（N=CPU核心数×2，如 -j8）
make -j$(nproc)
编译时间：通常需要 30 分钟到数小时，取决于硬件性能和内核配置。

(2) 编译产物

内核映像

内核映像：arch/x86/boot/bzImage（x86 架构）。

内核模块

内核模块：所有标记为 M 的选项会被编译为 .ko 文件。

4. 安装内核

(1) 安装内核模块

sudo make modules_install
模块会被安装到 /lib/modules/新内核版本/。

(2) 安装内核映像

sudo make install
内核映像（vmlinuz）和初始化内存盘（initramfs）会被复制到 /boot/。
自动更新 GRUB 引导菜单（需确认 /etc/default/grub 配置正确）。

5. 重启系统并验证

sudo reboot
#重启后检查内核版本
uname -r

二、* 和 M 选项对内核编译的影响

1. *（编译进内核）

优点

功能直接集成到内核，无需手动加载模块。
启动时自动加载，适合核心功能（如文件系统、关键驱动）。

缺点

增大内核体积，占用更多内存。
无法动态卸载，修改功能需重新编译内核。

适用场景

1. 系统启动必需的功能（如 ext4 文件系统、磁盘控制器驱动）。
2. 高频使用的功能（如网络协议栈）。

2. M（编译为模块）

优点

内核体积更小，内存占用更低。
模块可动态加载/卸载，灵活性强。
方便调试和更新（无需重新编译整个内核）。

缺点

需要手动加载模块（如 modprobe 模块名）。
依赖模块加载顺序，配置不当可能导致功能失效。

适用场景

1. 不常用的硬件驱动（如特殊外设驱动）。
2. 可选功能（如某些网络协议、虚拟化支持）。

3. 配置策略示例

功能 推荐选项 理由
文件系统（ext4） * 系统启动必需，需直接集成到内核
USB 驱动 M 按需加载，减少内核体积
网络驱动（e1000e） M 仅在有对应硬件时加载
内核调试支持 非必要功能，生产环境不启用

三、注意事项

备份旧内核

编译前确保 /boot 有足够空间。
保留旧内核，防止新内核无法启动：

sudo cp /boot/vmlinuz-$(uname -r) /boot/vmlinuz-$(uname -r).bak

精简配置

初次编译可使用 make localmodconfig，仅编译当前加载的模块。
移除未使用的驱动和功能以减少编译时间。

调试与日志

编译失败时检查 make 输出的错误信息。

查看详细日志：dmesg | tail -n 50。

四、总结

内核编译流程：准备环境 → 配置选项 → 编译 → 安装 → 重启验证。

|* 和 M 选项：
|* 适合核心功能，直接集成到内核。
|M 适合可选功能，动态加载节省资源。

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