序言

第一章 內(nèi)核編譯的基礎(chǔ)

第一節(jié)內(nèi)核簡(jiǎn)介

第二節(jié)內(nèi)核版本

第三節(jié)編譯原因

第四節(jié)準(zhǔn)備工作

第二章 內(nèi)核編譯的流程

第一節(jié)編譯開(kāi)始 

第二節(jié)配置內(nèi)核 {核心內(nèi)容}

1.代碼成熟等級(jí)

2..處理器類型和特色

3.對(duì)模塊的支持

4.基本的選擇

5.即插即用支持 

6.塊設(shè)備支持

7.網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)

8.電話支持

9.SCSI設(shè)備的支持 

10.I2O接口適配器

11.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持 

12.配置業(yè)余無(wú)線廣播

13.紅外支持

14.ISDN的文件系統(tǒng) 

15.舊型光驅(qū)類型(非IDE界面的光驅(qū))

16.字符設(shè)備

17.USB支持

18.文件系統(tǒng) 

19.控制臺(tái)驅(qū)動(dòng)

20.聲卡驅(qū)動(dòng)

21.Kernel hacking 

第二節(jié) 內(nèi)核版本 

由于Linux的源程序是完全公開(kāi)的，任何人只要遵循GPL，就可以對(duì)內(nèi)核加以修改并發(fā)布給他人使用。Linux的開(kāi)發(fā)采用的是集市模型（bazaar，與cathedral--教堂模型--對(duì)應(yīng)），為了確保這些無(wú)序的開(kāi)發(fā)過(guò)程能夠有序地進(jìn)行，Linux采用了雙樹(shù)系統(tǒng)。一個(gè)樹(shù)是穩(wěn)定樹(shù)（stable tree），另一個(gè)樹(shù)是非穩(wěn)定樹(shù)（unstable tree）或者開(kāi)發(fā)樹(shù)（development tree）。一些新特性、實(shí)驗(yàn)性改進(jìn)等都將首先在開(kāi)發(fā)樹(shù)中進(jìn)行。如果在開(kāi)發(fā)樹(shù)中所做的改進(jìn)也可以應(yīng)用于穩(wěn)定樹(shù)，那么在開(kāi)發(fā)樹(shù)中經(jīng)過(guò)測(cè)試以后，在穩(wěn)定樹(shù)中將進(jìn)行相同的改進(jìn)。一旦開(kāi)發(fā)樹(shù)經(jīng)過(guò)了足夠的發(fā)展，開(kāi)發(fā)樹(shù)就會(huì)成為新的穩(wěn)定樹(shù)。開(kāi)發(fā)數(shù)就體現(xiàn)在源程序的版本號(hào)中；源程序版本號(hào)的形式為x.y.z：對(duì)于穩(wěn)定樹(shù)來(lái)說(shuō)，y是偶數(shù)；對(duì)于開(kāi)發(fā)樹(shù)來(lái)說(shuō)，y比相應(yīng)的穩(wěn)定樹(shù)大一（因此，是奇數(shù)）。確定是以″ root ″的身份簽入，然后cd 到 /usr/src 。uname -r 這個(gè)指令將會(huì)顯示版本。內(nèi)核版本的更新可以訪問(wèn)<http://www.kernel.org/>。

第三節(jié) 編譯原因

Linux作為一個(gè)自由軟件，在廣大愛(ài)好者的支持下，內(nèi)核版本不斷更新。新的內(nèi)核修訂了舊內(nèi)核的bug，并增加了許多新的特性。如果用戶想要使用這些新特性，或想根據(jù)自己的系統(tǒng)度身定制一個(gè)更高效，更穩(wěn)定的內(nèi)核，就需要重新編譯內(nèi)核。通常，更新的內(nèi)核會(huì)支持更多的硬件，具備更好的進(jìn)程管理能力，運(yùn)行速度更快、更穩(wěn)
定，并且一般會(huì)修復(fù)老版本中發(fā)現(xiàn)的許多漏洞等，經(jīng)常性地選擇升級(jí)更新的系統(tǒng)內(nèi)核是Linux使用者的必要操作內(nèi)容。

為了正確的合理地設(shè)置內(nèi)核編譯配置選項(xiàng)，從而只編譯系統(tǒng)需要的功能的代碼，一般主要有下面四個(gè)考慮：

　　---自己定制編譯的內(nèi)核運(yùn)行更快（具有更少的代碼）
　　---系統(tǒng)將擁有更多的內(nèi)存（內(nèi)核部分將不會(huì)被交換到虛擬內(nèi)存中）
　　---不需要的功能編譯進(jìn)入內(nèi)核可能會(huì)增加被系統(tǒng)攻擊者利用的漏洞
　　---將某種功能編譯為模塊方式會(huì)比編譯到內(nèi)核內(nèi)的方式速度要慢一些

以上是針對(duì)成熟的Linux套件如Redhat Linux而言,我的目的是為建造嵌入式Linux操作系統(tǒng)做準(zhǔn)備，也是必由之路。

第四節(jié) 準(zhǔn)備工作

第一部分 新版本內(nèi)核的獲取和更新

Linux內(nèi)核版本發(fā)布的官方網(wǎng)站是<http://www.kernel.org/>，國(guó)內(nèi)各大ftp上一般都可以找到某些版本的內(nèi)核。新版本的內(nèi)核的發(fā)布有兩種形式，一種是完整的內(nèi)核版本，另外一種是patch文件，即補(bǔ)丁。完整的內(nèi)核版本比較大，比如linux-2.4.0- test8.tar.bz2就有18M之多。完整內(nèi)核版本一般是.tar.gz（.tgz）文件或者是.bz2文件，二者分別是使用gzip或者 bzip2進(jìn)行壓縮的文件，使用時(shí)需要解壓縮。patch文件則比較小，一般只有幾十K到幾百K，極少的會(huì)超過(guò)1M。但是patch文件是針對(duì)于特定的版本的，需要找到自己對(duì)應(yīng)的版本才能使用。編譯內(nèi)核需要root權(quán)限。把需要升級(jí)的內(nèi) 拷貝到/usr/src/下（下文中以2.2.16的內(nèi)核的 linux-2.2.16tar.gz為例），命令為

#cp linux-2.2.16tar.gz /usr/src

先查看當(dāng)前/usr/src的內(nèi)容，注意到有一個(gè)linux的符號(hào)鏈接，它指向一個(gè)類似于linux-2.2.14（對(duì)應(yīng)于現(xiàn)在使用的內(nèi)核版本號(hào)）的目錄。首先刪除這個(gè)鏈接：

#cd /usr/src
#rm -f linux 
現(xiàn)在解壓下載的源程序文件。如果所下載的是.tar.gz（.tgz）文件，使用命令：

#tar -xzvf linux-2.2.16tar.gz

如果下載的是.bz2文件，例如linux-2.2.16tar.bz2，使用命令

#bzip2 -d linux-2.2.16tar.bz2
#tar -xvf linux-2.2.16tar

現(xiàn)在再來(lái)看一下/usr/src下的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在有了一個(gè)名為linux的目錄，里面就是需要升級(jí)到的版本的內(nèi)核的源程序。還記得那個(gè)名為linux的鏈接么？之所以使用那個(gè)鏈接就是防止在升級(jí)內(nèi)核的時(shí)候會(huì)不慎把原來(lái)版本內(nèi)核的源程序給覆蓋掉了�，F(xiàn)在也需要同樣處理：

#mv linux linux-2.2.16
#ln -s linux-2.2.16 linux

如果還下載了patch文件，比如patch-2.2.16，就可以進(jìn)行patch操作（下面假設(shè)patch-2.2.16已經(jīng)位于/usr/src目錄下了，否則需要先把該文件拷貝到/usr/src下）： 

#patch -p0 < patch-2.2.16

第二部分 準(zhǔn)備主機(jī)板和相關(guān)硬件的說(shuō)明手冊(cè)

其實(shí)也不用太詳細(xì)，只要知道您的硬件是屬于哪一類型就行了。例如：有一張SCSI卡，那就要知道這張卡的名字，有一臺(tái)cd-rom,就要知道這臺(tái)光驅(qū)是哪一種牌子的，是否為標(biāo)準(zhǔn)的IDE/ATAPI界面，還是另有專屬接口卡呢？或者，主機(jī)版是否有支持Triton芯片（通常586以上的電腦常有），這些信息能幫助我們，使得設(shè)定變得清楚且容易。因此，不管您有什么使用手冊(cè)，準(zhǔn)備好吧。即使現(xiàn)在不用，將來(lái)還是會(huì)用到的（設(shè)X－window system時(shí)要顯示卡的手冊(cè)）。

第三部分 檢查聲卡的IRQ設(shè)定和其種類

如果配有一張聲卡，除了要知道卡的種類外（例如 Sound Blaster）還需要知道這張卡的IRQ地址。一般來(lái)說(shuō)，盧卡的IRQ地址是5或7而IO地址則為220。DMA則l，不過(guò)，有時(shí)不同的聲卡可能會(huì)有不同的設(shè)定。因?yàn)樯院蟮倪x項(xiàng)里，就會(huì)要填入這些數(shù)字。

第四部分 編譯核心的硬件需求

在編譯核心時(shí)，確定您的RAM最好在8MB以上， 否則可能會(huì)很慢而且問(wèn)題會(huì)很多，記得查看swap有沒(méi)有打開(kāi)（用free指令）。此外，最好不要超頻，不然很有可能會(huì)發(fā)生signal 11的錯(cuò)誤，使得編到一半的核心停了下來(lái)，其實(shí)編譯核心就好比編譯程序一樣，只是因?yàn)闃?gòu)成核心的程序太多了，因此我們能小心盡量小心。

第二章 內(nèi)核編譯的流程

概述編譯的流程：

編譯開(kāi)始----- make mrproper;檢查所需的連接
配置核心
編譯核心
編輯/etc/lilo.conf
重新啟動(dòng)新核心
重新啟動(dòng)機(jī)器 
發(fā)現(xiàn)并修理故障（仔細(xì)看我的文章，應(yīng)該沒(méi)多少問(wèn)題了）

第一節(jié) 編譯開(kāi)始

通常要運(yùn)行的第一個(gè)命令是：

#cd /usr/src/linux 
#make mrproper 

該命令確保源代碼目錄下沒(méi)有不正確的目標(biāo).o文件以及文件的互相依賴。如使用剛下載的完整的源程序包進(jìn)行編譯，本步可以省略。而如果多次使用了這些源程序編譯內(nèi)核，那么最好要先運(yùn)行一下這個(gè)命令。

確保/usr/include/目錄下的asm、linux和scsi等鏈接是指向要升級(jí)的內(nèi)核源代碼的。它們分別鏈向源代碼目錄下的真正的、該計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（對(duì)于PC機(jī)來(lái)說(shuō)，使用的體系結(jié)構(gòu)是i386）所需要的真正的include子目錄。如：asm指向/usr/src/linux/include /asm-i386等。若沒(méi)有這些鏈接，就需要手工創(chuàng)建，按照下面的步驟進(jìn)行：

# cd /usr/include
# rm -r asm linux scsi
# ln -s /usr/src/linux/include/asm-i386 asm
# ln -s /usr/src/linux/include/linux linux
# ln -s /usr/src/linux/include/scsi scsi

這是配置非常重要的一部分。刪除掉/usr/include下的asm、linux和scsi鏈接后，再創(chuàng)建新的鏈接指向新內(nèi)核源代碼目錄下的同名的目錄。這些頭文件目錄包含著保證內(nèi)核在系統(tǒng)上正確編譯所需要的重要的頭文件。也是上面又在/usr/src下"多余"地創(chuàng)建了個(gè)名為linux的鏈接的原因之一. 

一旦萬(wàn)事俱備，轉(zhuǎn)到/usr/src/linux�，F(xiàn)在你也許想停下細(xì)讀一下文檔文件，實(shí)際上如果你有些特別的硬件，或幾種光驅(qū)驅(qū)動(dòng)程需要自己動(dòng)手設(shè)置，他們通常這樣做，當(dāng)引導(dǎo)時(shí)這些驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒔o出警告，這并不礙事他們照常工作少，閱讀擴(kuò)展名為.txt .h .c的文件。通常我發(fā)現(xiàn)他們具有共性且易于配置。如果你不想冒險(xiǎn)，你沒(méi)必要做。記住你照樣可以解開(kāi)tar文件(或再次安裝.rpm文件)恢復(fù)前的文件。 

第二節(jié) 配置內(nèi)核 核心內(nèi)容

接下來(lái)的內(nèi)核配置過(guò)程比較煩瑣，但是配置的適當(dāng)與否與日后Linux的運(yùn)行直接相關(guān)，有必要了解一下選項(xiàng)的設(shè)置。

配置內(nèi)核可以根據(jù)需要與愛(ài)好使用下面命令中的一個(gè)：

#make config （基于文本的最為傳統(tǒng)的配置界面，不推薦使用）
#make menuconfig（基于文本選單的配置界面，字符終端下推薦使用，必須安裝ncurses-dev和tk4-dev庫(kù)） 
#make xconfig （基于圖形窗口模式的配置界面，Xwindow下推薦使用）
#make oldconfig （如果只想在原來(lái)內(nèi)核配置的基礎(chǔ)上修改一些小地方，會(huì)省去不少麻煩）

如果不能使用Xwindow，那么就使用make menuconfig好了。界面雖然比上面一個(gè)差點(diǎn)，總比make config的要好多了。選擇相應(yīng)的配置時(shí)，有三種選擇，它們分別代表的含義如下：

　　Y－-將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核
　　N－-不將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核
　　M－-將該功能編譯成可以在需要時(shí)動(dòng)態(tài)插入到內(nèi)核中的模塊 
在每一個(gè)選項(xiàng)前都有個(gè)括號(hào), 但有的是中括號(hào)有的是尖括號(hào)，還有一種圓括號(hào)。 用空格鍵選擇時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，中括號(hào)里要么是空，要么是"*"，而尖括號(hào)里可以是空，"*"和"M"。這表示前者對(duì)應(yīng)的項(xiàng)要么不要，要么編譯到內(nèi)核里；后者則多一樣選擇，可以編譯成模塊。而圓括號(hào)的內(nèi)容是要在所提供的幾個(gè)選項(xiàng)中選擇一項(xiàng)。在編譯內(nèi)核的過(guò)程中，最煩雜的事情就是這步配置工作了，不清楚到底該如何選取這些選項(xiàng)。實(shí)際上在配置時(shí)，大部分選項(xiàng)可以使用其缺省值，只有小部分需要根據(jù)用戶不同的需要選擇。選擇的原則是將與內(nèi)核其它部分關(guān)系較遠(yuǎn)且不經(jīng)常使用的部分功能代碼編譯成為可加載模塊，有利于減小內(nèi)核的長(zhǎng)度，減小內(nèi)核消耗的內(nèi)存，簡(jiǎn)化該功能相應(yīng)的環(huán)境改變時(shí)對(duì)內(nèi)核的影響；不需要的功能就不要選；與內(nèi)核關(guān)心緊密而且經(jīng)常使用的部分功能代碼直接編譯到內(nèi)核中。下面對(duì)選項(xiàng)分別加以介紹。



1．Code maturity level options代碼成熟等級(jí)

此處只有一項(xiàng)：prompt for development and/or incomplete code/drivers，如果要試驗(yàn)現(xiàn)在仍處于實(shí)驗(yàn)階段的功能，比如khttpd、IPv6等，就必須把該項(xiàng)選擇為Y了；否則可以把它選擇為N。 在Linux的世界里，每天都有許多人為它發(fā)展支持的 driver和加強(qiáng)它的核心。但是有些driver還沒(méi)進(jìn)入穩(wěn)定的階段。但其作者很歡迎其他人去測(cè)試這些driver并提出一些bugs。這個(gè)問(wèn)題是說(shuō)，有一些drive還在做測(cè)試中，問(wèn)您是否要選擇這些drive或支持的程序碼。

如果鍵入Y，往后將會(huì)出現(xiàn)一些還在測(cè)試中的東西給您做選擇。（像Java的程序碼和PCI bridge），臺(tái)則就鍵入N。

2. Processor type and features處理器類型和特色

#Processor family (386, 486/Cx486, 586/K5/5x86/6x86, Pentium/K6/TSC,PPro /6x86MX) [PPro/6x86MX] ------選擇處理器類型，缺省為Ppro/6x86MX。它會(huì)對(duì)每種CPU做最佳化，讓它跑得快又好。一般來(lái)說(shuō)，沒(méi)有選擇正確的CPU并不會(huì)有重大的影響（特別是選擇386 ，這樣編譯出來(lái)的核心也許會(huì)比較小但它的速度可能就會(huì)變慢了）。所以，最好要知道您的CPU是哪一種。不過(guò)，如果您的gCC編譯器是2.7.0版以前的。那么只能選擇386或是486。

#High Memory Support------內(nèi)核支持的最大內(nèi)存數(shù)，缺省為1G。可以支持到4G、6.4G，一般可以不選. 

#Math emulation------這項(xiàng)詢問(wèn)是否需L1nux核心模擬數(shù)學(xué)浮點(diǎn)運(yùn)算器。如果有486Dx、AMD以及Pentium機(jī)器的話，這個(gè)選項(xiàng)就不必選了，因?yàn)樗鼈兌加袃?nèi)建的浮點(diǎn)運(yùn)算器。協(xié)處理器是在386時(shí)代的寵兒，現(xiàn)在早已不用了。不過(guò)，對(duì)于有內(nèi)建浮點(diǎn)運(yùn)算器的人來(lái)說(shuō)，選了這個(gè)選項(xiàng)并不會(huì)因此讓內(nèi)建的浮點(diǎn)運(yùn)算器失效。但它會(huì)增大核心約45KB。

#MTTR （memory type range register）support------選擇該選項(xiàng)，系統(tǒng)將生成/proc/mtrr文件對(duì) MTRR進(jìn)行管理，供X server使用。同時(shí)用來(lái)啟動(dòng)pentinum pro和pentinum II 的特殊功能，如果你用的不是這類CPU就選 N，否則也僅僅是使內(nèi)核變大而已。

#Symmetric multi-processing support------對(duì)稱多處理支持。除非有多個(gè)CPU，否則就不用選了。

3. Loadable module support對(duì)模塊的支持. 

首先，了解一點(diǎn)關(guān)于模塊的知識(shí)。模塊就像你特意插入核心中的某些東西，如果辦公室有一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)并且有時(shí)想用一下(但并不經(jīng)常)，也許你想把網(wǎng)卡編譯成一個(gè)模塊。使用這個(gè)模塊，機(jī)器必運(yùn)行和存取/libs下的模塊，意思是驅(qū)動(dòng)程序(IDE,SCSI等但必須是NFS支持的網(wǎng)卡)，文件系統(tǒng)(通常是ext2但也可以是nfs)和核心類型(最好是elf)必須編譯在內(nèi)核并且不能是模塊，模塊只有核心引導(dǎo)時(shí)才起作用，驅(qū)動(dòng)程序(來(lái)網(wǎng)絡(luò))的存取，和文件系統(tǒng)安裝。這些文件必須編譯在核心內(nèi)否則將能安裝啟動(dòng)分區(qū)。如果安裝啟動(dòng)分區(qū)和網(wǎng)絡(luò)，你需要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)文件，和己經(jīng)編譯的網(wǎng)卡。為什么要使用模塊? 模塊化使核心變的更簡(jiǎn)捷，它減少核心釋放大量的受保護(hù)的空間。模塊的安裝和卸載使用的空間是可重復(fù)分配利用的。如果你打開(kāi)機(jī)器有90%以上的時(shí)間用到一個(gè)模塊，編譯它。運(yùn)用這類模塊是浪費(fèi)內(nèi)存的，原因是一旦你編譯了模塊它們同樣將占用大量的內(nèi)存，核心需要一些代碼來(lái)掛上模塊。記住，核心在保護(hù)空間運(yùn)行，但模塊并不是。這么說(shuō)，并不經(jīng)常使用我的設(shè)備，把它編譯成只支持ext2,ide和elf。而一直使用的網(wǎng)卡，把其它的編譯成模塊：如 a.out, java, floppy, iso9960, msdos, minix, vfat,smb,nfs,smcultra(ethernetcard),serial,printer,sound,ppp, 等等。它們?cè)S多只是在這或那用上那么幾分鐘。嚴(yán)格的說(shuō),這樣做會(huì)使核心增大許多而降低它的執(zhí)行速度。這時(shí)我們就可以把這些可能會(huì)用的驅(qū)動(dòng)程序編譯成一個(gè)— 個(gè)的模塊，在需要用的時(shí)候才用insmod這個(gè)指令加入核心，不用的時(shí)候也能rmmod把它從核心移除，或是用lsmod察看目前所載入的模塊。這里面有三項(xiàng)：

#Enable loadable module support------除非準(zhǔn)備把所有需要的內(nèi)容都編譯到內(nèi)核里面，否則該項(xiàng)應(yīng)該是必選的。

#Set version information on all module symbols------通常，我們更新核心版本之后，模塊耍重新的編譯。這個(gè)選項(xiàng)使您不必更新編譯模塊而能使用以前的模塊�？梢圆贿x它。但如果您選y，則按照它的說(shuō)明，您必須有g(shù)enksyms這個(gè)程序（可用 whereis指令查看有無(wú)此程序）。

#Kernel module loader------讓內(nèi)核在啟動(dòng)時(shí)有自己裝入必需模塊的能力，建議選上。

注意：在開(kāi)機(jī)就會(huì) mount 上來(lái)的 partition 的 FS 、device driver 記得要 compiler 進(jìn) kernel，不能把它弄成 modules。請(qǐng)不要夸張到為了完全模組化而忘了把ext2fs和IDE dirver compiler 進(jìn) kernel 里。

#Support for hot-pluggabel devices ------熱插拔設(shè)備支持。支持的不是太好，可不選。

#PCMCIA/CardBus support------PCMCIA/CardBus支持。有PCMCIA就必選了。

#PCI bridge optimization (experimental) ------在某些支持BIOS上，它能讓存取速度加快，建議是選Y。

#Backward-compatible /proc/pci------設(shè)備兼容，自己看help。

#System V IPC 如果將來(lái)想編譯dosemu（DOS模擬器），則這個(gè)選項(xiàng)一定要選，它是一個(gè)讓各個(gè)程序（process）同步且能彼此交換數(shù)據(jù)的函數(shù)庫(kù)和一些系統(tǒng)的調(diào)用，沒(méi)它，很多的程序?qū)��?huì)無(wú)法執(zhí)行。

#BSD Process Accounting------ 

#Sysctl support------除非你的內(nèi)存少的可憐，否則你應(yīng)該啟動(dòng)這個(gè)功能，啟用該選項(xiàng)后內(nèi)核會(huì)大8K，但能讓你直接改變內(nèi)核的參數(shù)而不必重新開(kāi)機(jī)。

#Kernel support for A.OUT binaries ------a．out的執(zhí)行文件是比較古老的可執(zhí)行碼，用在比較早期的 UNIX系統(tǒng)上。Linux最初也是使用這種碼來(lái)執(zhí)行程序，一直到ELF格式的可執(zhí)行碼出來(lái)后，有愈來(lái)俞多的程序碼隨著ELF格式的優(yōu)點(diǎn)而變成了ELF的可執(zhí)碼。將來(lái)勢(shì)必完全取代a．out格式的可執(zhí)行碼。但目前由于沿有許多的程序還沒(méi)有取代過(guò)來(lái)，所以只好選擇Y，等將來(lái)有一天，全部的程序都變成了ELF 的天下時(shí)，那時(shí)再disable掉。