Building a custom kernel/zh-cn

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Contents

从源码 RPM 包建立一个内核

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注意:下面的说明只对Fedora12和之后版本有效

这份文档为那些想要重新建立内核的高级用户提供说明。但是,重新建立的内核无法得到 Fedora 内核团队的支持。但是,您是高级用户,您可以自己处理,对吗?无论如何,高级用户建立定制内核的原因有如下几项:

  • 测试他们编写的或从其他地方得到的补丁
  • 重新配置已经存在的内核
  • 学习内核或内核开发

这些说明也可以用于简单的准备内核源码树。

开始之前,确认系统已经安装了必要的软件包:

  • rpmdevtools
  • yum-utils

yum-utils 是一个默认的包。用如下命令安装:

su -c 'yum install rpmdevtools yum-utils'

如果您要用 make xconfig ,安装如下软件是必要的:

  • qt3-devel
  • libXi-devel
  • gcc-c++

对于 Fedora 15,用如下命令:

su -c 'yum install qt3-devel libXi-devel'


获得源码

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不要用 root 建立软件包。
root 建立软件包是很危险且没有必要的,即使对于内核。下面的指令允许任何普通用户从源码包开始建立和安装内核。
  1. 在您的用户主目录下准备一个建立 RPM 包的环境,运行如下命令:
    rpmdev-setuptree
    这个命令新建了几个不同的目录 ${HOME}/rpmbuild/SOURCES${HOME}/rpmbuild/SPECS${HOME}/rpmbuild/BUILD${HOME} 是您的用户主目录。
  2. 下载 kernel-<version>.src.rpm 文件。用 --enablerepo 选项使能适当的源码库。(yumdownloader --enablerepo=repo_to_enable --source kernel)
    yumdownloader --source kernel
  3. yum-builddep 命令为内核源码安装编译依赖。(安装这些包时需要root):
    su -c 'yum-builddep kernel-<version>.src.rpm'
  4. 用如下命令安装 kernel-<version>.src.rpm :
    rpm -Uvh kernel-<version>.src.rpm
    这个命令把 RPM 目录写入了 ${HOME}/repbuild/SOURCES${HOME}/rpmbuild/SPECS${HOME} 是您的用户主目录。可以忽略像下面这样的信息:
warning: user kojibuilder does not exist - using root
warning: group kojibuilder does not exist - using root
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空间需求。完全的内部编译过程需要若干 GB 的额外空间。

准备内核源码树

这一步扩大为整个内核源码文件。这对于查看代码、编辑代码和生成补丁是必需的。

1. 用如下命令准备内核源码树:

cd ~/rpmbuild/SPECS
rpmbuild -bp --target=$(uname -m) kernel.spec

现在,内核源码树就位于 ~/rpmbuild/BUILD/kernel-<version>/linux-<version>.<arch> 目录。

复制源码树和生成一个补丁

这一步是为了对内核源码使用一个补丁。如果不需要这个补丁,直接跳到“配置内核选项”。

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高级用户
有些工具,例如“quilt”,允许您避免复制源码树。对应高级用户,这样的工具可以使您在下面的步骤中节省很多时间。

复制源码树是为了保留修改前的原始代码。


export arch=x86_64 # replace x86_64 with your arch
export ver=3.1 # replace 3.1 with your kernel version
export fedver=fc16 # replace fc16 with your fedora version 
cp -r ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver/linux-$ver.$arch ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver.orig
cp -al ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver.orig ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver.new
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第二个 cp 命令在 .orig.new 树之间建立了硬连接,这样可以使 diff 运行的更快。大部分文本编辑者都知道怎样正确的破坏硬连接来避免问题。

在 FC14 上使用 vim 时,它会把上面的硬连接当做硬连接来处理,从而导致上面的技术失败。有必要将原始代码完全复制到 .new 目录。但是这样将使用双倍的空间。

直接更改 .new 源码树中的代码,或者复制到一个副本文件。这个文件可以来自于一个要求测试的开发者,上游内核源码,或者另一个发行版本。

修改 .new 源码树之后,生成一个补丁。要生成一个补丁,用下面命令对整个 .new.orig 源码树运行 diff

cd ~/rpmbuild/BUILD
diff -uNrp kernel-$ver.$fedver.orig kernel-$ver.$fedver.new > ../SOURCES/linux-$ver.$fedver-mynewpatch.patch

用新补丁的名字替换 'linux-$ver.$fedver-mynewpatch.patch' 。在 FC14 上必须把前面的补丁名字复制到 ~/rpmbuild/SOURCES 中的 linux-$ver.$fedver-mynewpatch.patch ,以便 rpmbuild 找到它。

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更多关于补丁的信息请看 diff(1)patch(1) 的 man 手册

配置内核选项

这一步是为了修改内核的选项。这一步是可选的。如果没有需要修改的配置,可以跳到“准备建立文件”。

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小变化
如果您只是想要做一点小的修改,可以在 config-local 文件中根据需要直接设置选项。这样会找到并覆盖其余的 config-* 文件,避免很多不必要的工作。如果您使用 config-local 就可以跳过下面的步骤。
  1. 改变内核源码树目录:
    cd ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver/linux-$ver.$arch/
    如果您只是对默认的 fedora 内核做小的修改,跳到第四步,从两个配置工作中选择一个,将这些修改编辑到默认的配置文件。
  2. ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver/linux-$ver.$arch/configs 选择所需的配置文件。复制所需的 config 文件到 ~/rpmbuild/BUILD/kernel-$ver.$fedver/linux-$ver.$arch/.config :
    cp configs/<desired-config-file> .config
  3. 运行下面命令:
    make oldconfig
  4. 运行下面命令,在文本界面上选择并保持所需的内核选项:
    make menuconfig
    • 运行图形界面的话用这个命令:
      make xconfig
  5. 在顶层 config 文件中添加一行,该文件包含了内核支持的硬件架构( uname -i 的输出)。这一行以 # 开头。例如, x86_64 设备应该在顶层 config 文件中添加下面这行:
    # x86_64
  6. 复制 config 文件到 ~/rpmbuild/SOURCES/ :
    cp .config ~/rpmbuild/SOURCES/config-`uname -m`-generic
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32-bit x86 内核
32-bit PAE内核使用 config-i686-PAE 配置文件。如果您正在建立一个 PAE 内核,需要复制您的 config 文件到 ~/rpmbuild/SOURCES/ :
 cp .config ~/rpmbuild/SOURCES/config-i686-PAE
如果您正在建立一个非 PAE 内核,需要复制您的 config 文件到:
 cp .config ~/rpmbuild/SOURCES/config-x86-32-generic
. 再次鼓励使用 config-local ,除非您正在修改大量的配置。

准备建立文件

这一步将对 kernel.spec 文件做必要的修改。只是建立定制内核所需的。

1. 进入 ~/rpmbuild/SPECS 目录:

cd ~/rpmbuild/SPECS

2. 用编辑器打开 kernel.spec 文件。 3. 为内核起一个唯一的名字。这对于确保定制内核不与其他内核混淆是很重要的。通过修改‘ buildid ’一行,为内核名字添加一个唯一的字符串。可以把“ .local ”改为您的名字缩写,一个 bug 号,日期,或其它任何唯一的字符串。

修改这一行:

#% define buildid .local

改为(注意, # 号和额外的空格都被删除了):

%define buildid .<custom_text>

4.如果您生成了一个补丁,最后把它添加到 kernel.spec 文件中所有已存在的补丁的后面,并且添加详细的注释。

# cputime accounting is broken, revert to 2.6.22 version
Patch2220: linux-2.6-cputime-fix-accounting.patch

Patch9999: linux-2.6-samfw-test.patch

然后,需要将补丁应用到 spec 文件的 application 段,放在所有已存在的补丁应用的后面,并添加详细的注释。

ApplyPatch linux-2.6-cputime-fix-accounting.patch

ApplyPatch linux-2.6-samfw-test.patch

建立新内核

这一步实际是要生成一个内核 RPM 文件。只是建立定制内核所需的。对于 Fedora10 或 11 ,大多数场合下,这是建立内核(包括固件)的最简单的方法(看最后一部分)。

rpmbuild 工具建立新内核:

  • 建立所有内核配置:
rpmbuild -bb --target=`uname -m` kernel.spec
  • 关闭指定的内核配置(为了更快的建立):
rpmbuild -bb --without <option> --target=`uname -m` kernel.spec

其中“ option ”的有效值包括xensmpuppaekdumpdebugdebuginfo。指定 --without debug 会剔除内核中的调试代码,指定 --without debuginfo 会禁止建立 kernel-debuginfo 包。

  • 只建立一个特定的内核:
rpmbuild -bb --with <option> --target=`uname -m` kernel.spec

“ option ”的有效值包括 xenonlysmponlybaseonly

  • 例如,只建立 kernel 和 kernel-devel 包的命令是:
rpmbuild -bb --with baseonly --without debuginfo --target=`uname -m` kernel.spec
  • 建立时包含固件,用如下命令:
rpmbuild -bb --with baseonly --with firmware --without debuginfo \
--target=`uname -m` kernel.spec 

建立的过程需要很长时间。会在屏幕上打印大量的信息。这些信息可以被忽略,除非建立过程因为一个 error 而停止。如果成功完成建立过程,一个新的内核包会出现在 ~/rpmbuild/RPMS 目录。

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TO DO
应该添加一个故障排除的部分。

以下是通用教材

大部分关于 Linux 内核开发的教程,例子和教科书都假设内核源码被安装在 /usr/src/linux 目录下。如果您想下面这样做一个符号链接,您就可以使用那些 Fedora 包的学习材料了。安装合适的内核源码,然后运行下面命令:

su -c 'ln -s /usr/src/kernels/<version>.<release>-<arch> /usr/src/linux'

根据提示输入 root 密码。

安装新内核

这一步将把新内核安装到运行中的系统。

要安装新内核,用 rpm -ivh 命令,不要带 -U--upgrade 选项:

su -c "rpm -ivh --force $HOME/rpmbuild/RPMS/<arch>/kernel-<version>.<arch>.rpm"

如果您根据需要修改了内核的名字,您的固件和内核头文件将无法匹配。最简单的解决方法是用前面描述的方法建立新的固件,然后:

su -c "rpm -ivh $HOME/rpmbuild/RPMS/<arch>/kernel-<version>.<arch>.rpm \
       $HOME/rpmbuild/RPMS/<arch>/kernel-firmware-<version>.<arch>.rpm \
       $HOME/rpmbuild/RPMS/<arch>/kernel-headers-<version>.<arch>.rpm \
       $HOME/rpmbuild/RPMS/<arch>/kernel-devel-<version>.<arch>.rpm"

这些命令会把您的内核安装到 /boot 目录,创建一个新的 initramfs ,并且自动把新内核添加到 grub 的 “menu.list” 中。然后,您就可以重启并使用您的新内核了。

只建立内核模块

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本段需要更新和充实

这一段针对那些只想在内核模块上工作的用户,他们并不想建立一个完整的内核。只要就没必要下载和重新建立整个内核。要为当前运行的内核建立一个模块,只需要相匹配的 kernel-devel 包。运行下面命令安装 kernel-devel 包:

su -c 'yum install kernel-devel'
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如果您用的是 PAE 内核,可能要安装 “kernel-PAE-devel” 。

只要您安装了相应版本的 kernelkernel-devel 包,就可以建立任何内核版本。本段的其余部分假设您正在使用当前运行的内核。如果不是,用指定的版本号代替 ‘uname -r’

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kernel-doc 包包含了官方的 Kbuild 文档。在 Documentation/kbuild 目录下查看,尤其是 modules.txt 文件。

一个简单的例子,从 foo.c 建立 foo.ko 模块,在 foo.c 所在的目录下创建下面这样的 Makefile :一个简单的例子,从 foo.c 建立 foo.ko 模块,在 foo.c 所在的目录下创建下面这样的 Makefile

obj-m := foo.o

KDIR  := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD   := $(shell pwd)

default:
[TAB]$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

[TAB] 表示 makefile 中包含命令的一行必须以一个 tab 字符开头。

然后,执行 make 命令建立 foo.ko 模块。

上面是是通过一个本地 Makefile 包装调用 kbuild 。通常您可以简单一点,像下面这样来建立那些目标。

# make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=`pwd` modules
# make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=`pwd` clean
# make -C /lib/modules/`uname -r`/build M=`pwd` modules_install