編譯內核源碼
一、交叉編譯工具鏈的安裝
安裝交叉編譯工具鏈主要包含幾個步驟:下載源碼、安裝編譯依賴、編譯工具鏈、配置路徑。確保下載所有子模塊使用--recursive選項。安裝編譯所需的工具如:gcc、binutils等。編譯支持32位和64位系統的交叉編譯工具鏈,最終安裝於/opt/riscv目錄,前綴為riscv64-unknown-linux-gnu-,兼容兩種位數系統。
二、編譯Linux內核
下載Linux 5.2.4源碼,配置RISC-V內核選項,將defconfig拷貝到.config文件,直接保存退出,使用默認配置。編譯時,添加CROSS_COMPILE=riscv64-unknown-linux-gnu-選項。編譯完成後,在arch/riscv/boot目錄下找到內核鏡像,分別為Image和Image.gz。
三、根文件系統製作
下載BusyBox源碼,選擇靜態編譯方式,修改配置以滿足RISC-V環境需求。進入目錄,創建常見文件夾,復制BusyBox生成的文件至指定路徑。修改fstab>文件配置,調整init.d/rcS>文件以優化系統啟動。完成rootfs.img卸載後,根文件系統鏡像文件rootfs.img製作完成。
四、QEMU模擬器運行Linux內核
獲取QEMU模擬器,選擇對應操作系統版本的下載鏈接。運行Linux內核,觀察運行結果。至此,完成了內核配置、編譯、文件系統編譯及Linux系統運行的全過程。
結語
通過以上步驟,實現了使用RISC-V架構編譯、運行Linux內核的全過程。具體實踐過程中,可能會遇到許可權問題,需要適當調整,確保操作順利進行。
B. 如何編譯一個內核
一、 下載新內核的源代碼
目前,在Internet上提供Linux源代碼的站點有很多,讀者可以選擇一個速度較快的站點下載。筆者是從站點www.kernelnotes.org上下載了Linux的最新開發版內核2.3.14的源代碼,全部代碼被壓縮到一個名叫Linux-2.3.14.tar.gz的文件中。
二、 釋放內核源代碼
由於源代碼放在一個壓縮文件中,因此在配置內核之前,要先將源代碼釋放到指定的目錄下。首先以root帳號登錄,然後進入/usr/src子目錄。如果用戶在安裝Linux時,安裝了內核的源代碼,則會發現一個linux-2.2.5的子目錄。該目錄下存放著內核2.2.5的源代碼。此外,還會發現一個指向該目錄的鏈接linux。刪除該連接,然後將新內核的源文件拷貝到/usr/src目錄中。
(一)、用tar命令釋放內核源代碼
# cd /usr/src
# tar zxvf Linux-2.3.14.tar.gz
文件釋放成功後,在/usr/src目錄下會生成一個linux子目錄。其中包含了內核2.3.14的全部源代碼。
(二)、將/usr/include/asm、/usr/inlude/linux、/usr/include/scsi鏈接到/usr/src/linux/include目錄下的對應目錄中。
# cd /usr/include
# rm -Rf asm linux
# 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
(三)、刪除源代碼目錄中殘留的.o文件和其它從屬文件。
# cd /usr/src/linux
# make mrproper
三、 配置內核
(一)、啟動內核配置程序。
# cd /usr/src/linux
# make config
除了上面的命令,用戶還可以使用make menuconfig命令啟動一個菜單模式的配置界面。如果用戶安裝了X window系統,還可以執行make xconfig命令啟動X window下的內核配置程序。
(二)、配置內核
Linux的
內核配置程序提供了一系列配置選項。對於每一個配置選項,用戶可以回答"y"、"m"或"n"。其中"y"表示將相應特性的支持或設備驅動程序編譯進內
核;"m"表示將相應特性的支持或設備驅動程序編譯成可載入 模塊,在需要時,可由系統或用戶自行加入到內核中去;"n"表示內核不提供相應特性或驅動程序
的支持。由於內核的配置選項非常多,本文只介紹一些比較重要的選項。
1、Code maturity level options(代碼成熟度選項)
Prompt for development and/or incomplete code/drivers
(CONFIG_EXPERIMENTAL) [N/y/?]
如果用戶想要使用還處於測試階段的代碼或驅動,可以選擇「y」。如果想編譯出一個穩定的內核,則要選擇「n」。
1、 Processor type and features(處理器類型和特色)
(1)、Processor family (386, 486/Cx486, 586/K5/5x86/6x86, Pentium/K6/TSC, PPro/6x86MX) [PPro/6x86MX] 選擇處理器類型,預設為Ppro/6x86MX。
(2)、Maximum Physical Memory (1GB, 2GB) [1GB] 內核支持的最大內存數,預設為1G。
(3)、Math emulation (CONFIG_MATH_EMULATION) [N/y/?] 協處理器模擬,預設為不模擬。
(4)、MTRR (Memory Type Range Register) support (CONFIG_MTRR) [N/y/?]
選擇該選項,系統將生成/proc/mtrr文件對MTRR進行管理,供X server使用。
(5)、Symmetric multi-processing support (CONFIG_SMP) [Y/n/?] 選擇「y」,內核將支持對稱多處理器。
2、 Loadable mole support(可載入模塊支持)
(1)、Enable loadable mole support (CONFIG_MODULES) [Y/n/?] 選擇「y」,內核將支持載入模塊。
(2)、Kernel mole loader (CONFIG_KMOD) [N/y/?] 選擇「y」,內核將自動載入那些可載入模塊,否則需要用戶手工載入。
3、 General setup(一般設置)
(1)、Networking support (CONFIG_NET) [Y/n/?] 該選項設置是否在內核中提供網路支持。
(2)、PCI support (CONFIG_PCI) [Y/n/?] 該選項設置是否在內核中提供PCI支持。
(3)、PCI access mode (BIOS, Direct, Any) [Any] 該選項設置Linux探測PCI設備的方式。選擇「BIOS」,Linux將使用BIOS;選擇「Direct」,Linux將不通過BIOS;選擇「Any」,Linux將直接探測PCI設備,如果失敗,再使用BIOS。
(4)Parallel port support (CONFIG_PARPORT) [N/y/m/?] 選擇「y」,內核將支持平行口。
4、 Plug and Play configuration(即插即用設備支持)
(1)、Plug and Play support (CONFIG_PNP) [Y/m/n/?] 選擇「y」,內核將自動配置即插即用設備。
(2)、ISA Plug and Play support (CONFIG_ISAPNP) [Y/m/n/?] 選擇「y」,內核將自動配置基於ISA匯流排的即插即用設備。
5、 Block devices(塊設備)
(1)、Normal PC floppy disk support (CONFIG_BLK_DEV_FD) [Y/m/n/?] 選擇「y」,內核將提供對軟盤的支持。
(2)、Enhanced IDE/MFM/RLL disk/cdrom/tape/floppy support (CONFIG_BLK_DEV_IDE) [Y/m/n/?] 選擇「y」,內核將提供對增強IDE硬碟、CDROM和磁帶機的支持。
6、 Networking options(網路選項)
(1)、Packet socket (CONFIG_PACKET) [Y/m/n/?] 選擇「y」,一些應用程序將使用Packet協議直接同網路設備通訊,而不通過內核中的其它中介協議。
(2)、Network firewalls (CONFIG_FIREWALL) [N/y/?] 選擇「y」,內核將支持防火牆。
(3)、TCP/IP networking (CONFIG_INET) [Y/n/?] 選擇「y」,內核將支持TCP/IP協議。
(4)The IPX protocol (CONFIG_IPX) [N/y/m/?] 選擇「y」,內核將支持IPX協議。
(5)、Appletalk DDP (CONFIG_ATALK) [N/y/m/?] 選擇「y」,內核將支持Appletalk DDP協議。
8、SCSI support(SCSI支持)
如果用戶要使用SCSI設備,可配置相應選項。
9、Network device support(網路設備支持)
Network device support (CONFIG_NETDEVICES) [Y/n/?] 選擇「y」,內核將提供對網路驅動程序的支持。
10、Ethernet (10 or 100Mbit)(10M或100M乙太網)
在該項設置中,系統提供了許多網卡驅動程序,用戶只要選擇自己的網卡驅動就可以了。此外,用戶還可以根據需要,在內核中加入對FDDI、PPP、SLIP和無線LAN(Wireless LAN)的支持。
11、Character devices(字元設備)
(1)、Virtual terminal (CONFIG_VT) [Y/n/?] 選擇「y」,內核將支持虛擬終端。
(2)、Support for console on virtual terminal (CONFIG_VT_CONSOLE) [Y/n/?]
選擇「y」,內核可將一個虛擬終端用作系統控制台。
(3)、Standard/generic (mb) serial support (CONFIG_SERIAL) [Y/m/n/?]
選擇「y」,內核將支持串列口。
(4)、Support for console on serial port (CONFIG_SERIAL_CONSOLE) [N/y/?]
選擇「y」,內核可將一個串列口用作系統控制台。
12、Mice(滑鼠)
PS/2 mouse (aka "auxiliary device") support (CONFIG_PSMOUSE) [Y/n/?] 如果用戶使用的是PS/2滑鼠,則該選項應該選擇「y」。
13、Filesystems(文件系統)
(1)、Quota support (CONFIG_QUOTA) [N/y/?] 選擇「y」,內核將支持磁碟限額。
(2)、Kernel automounter support (CONFIG_AUTOFS_FS) [Y/m/n/?] 選擇「y」,內核將提供對automounter的支持,使系統在啟動時自動 mount遠程文件系統。
(3)、DOS FAT fs support (CONFIG_FAT_FS) [N/y/m/?] 選擇「y」,內核將支持DOS FAT文件系統。
(4)、ISO 9660 CDROM filesystem support (CONFIG_ISO9660_FS) [Y/m/n/?]
選擇「y」,內核將支持ISO 9660 CDROM文件系統。
(5)、NTFS filesystem support (read only) (CONFIG_NTFS_FS) [N/y/m/?]
選擇「y」,用戶就可以以只讀方式訪問NTFS文件系統。
(6)、/proc filesystem support (CONFIG_PROC_FS) [Y/n/?] /proc是存放Linux系統運行狀態的虛擬文件系統,該項必須選擇「y」。
(7)、Second extended fs support (CONFIG_EXT2_FS) [Y/m/n/?] EXT2是Linux的標准文件系統,該項也必須選擇「y」。
14、Network File Systems(網路文件系統)
(1)、NFS filesystem support (CONFIG_NFS_FS) [Y/m/n/?] 選擇「y」,內核將支持NFS文件系統。
(2)、SMB filesystem support (to mount WfW shares etc.) (CONFIG_SMB_FS)
選擇「y」,內核將支持SMB文件系統。
(3)、NCP filesystem support (to mount NetWare volumes) (CONFIG_NCP_FS)
選擇「y」,內核將支持NCP文件系統。
15、Partition Types(分區類型)
該選項支持一些不太常用的分區類型,用戶如果需要,在相應的選項上選擇「y」即可。
16、Console drivers(控制台驅動)
VGA text console (CONFIG_VGA_CONSOLE) [Y/n/?] 選擇「y」,用戶就可以在標準的VGA顯示方式下使用Linux了。
17、Sound(聲音)
Sound card support (CONFIG_SOUND) [N/y/m/?] 選擇「y」,內核就可提供對音效卡的支持。
18、Kernel hacking(內核監視)
Magic SysRq key (CONFIG_MAGIC_SYSRQ) [N/y/?] 選擇「y」,用戶就可以對系統進行部分控制。一般情況下選擇「n」。
四、 編譯內核
(一)、建立編譯時所需的從屬文件
# cd /usr/src/linux
# make dep
(二)、清除內核編譯的目標文件
# make clean
(三)、編譯內核
# make zImage
內核編譯成功後,會在/usr/src/linux/arch/i386/boot目錄中生成一個新內核的映像文件zImage。如果編譯的內核很大的話,系統會提示你使用make bzImage命令來編譯。這時,編譯程序就會生成一個名叫bzImage的內核映像文件。
(四)、編譯可載入模塊
如果用戶在配置內核時設置了可載入模塊,則需要對這些模塊進行編譯,以便將來使用insmod命令進行載入。
# make moles
# make modelus_install
編譯成功後,系統會在/lib/moles目錄下生成一個2.3.14子目錄,裡面存放著新內核的所有可載入模塊。
五、 啟動新內核
(一)、將新內核和System.map文件拷貝到/boot目錄下
# cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.3.14
# cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.3.14
# cd /boot
# rm -f System.map
# ln -s System.map-2.3.14 System.map
(二)、配置/etc/lilo.conf文件。在該文件中加入下面幾行:
default=linux-2.3.14
image=/boot/vmlinuz-2.3.14
label=linux-2.3.14
root=/dev/hda1
read-only
(三)、使新配置生效
# /sbin/lilo
(四)、重新啟動系統
# /sbin/reboot
新內核如果不能正常啟動,用戶可以在LILO:提示符下啟動舊內核。然後查出故障原因,重新編譯新內核即可。
C. 如何編譯Linux內核
一、編譯環境
ubuntu 5.10,要編譯的內核源碼版本2.6.12 二、下載並解壓源代碼 首先從linux內核的官網www.kernel.org把源代碼下載下來。為了和後面實驗要求符合,我們要下載使用O(1)調度器的源碼。因此這里下載了2.6.12版本源碼。下載 下linux-2.6.12.tar.bz2,將下載源碼放入/usr/src/目錄下。如下圖所示: 解壓該源碼: 三、構建編譯環境 現在我們得到的只是源代碼,只是許許多多的文本文件,要想使這些文件成為可以運行的程序,需要使用編譯器進行編譯以及鏈接。編譯器有很多,但在里linux下一般都使用gnu的開源編譯器套件,這里包括gcc等,現在我們安裝基本的編譯器套件,如圖所示: 四、安裝ncurses庫 這里使用Ubuntu系統,因為系統自帶的ncurses庫在支持make menuconfig的時候會出錯,所以,依然要安裝ncurses庫,這里我們從源碼安裝。首先去ncurses官網http://ftp.gnu.org/pub/gnu/ncurses/ 上下載源碼。這里我們下載5.9版本,並通過簡單的安裝方式.configure 和make、make install方式安裝。如下圖所示: 五、配置內核 一切准備工作做完,現在我們就可以配置內核了,這里我們使用make menuconfig方式。如下圖: 在使用make menuconfig這個命令後,會出現如下的字元界面,我們就可以在這個界面上對內核進行配置。但是如果這不是你第一次配置這個內核,那麼請先運行:make mrproper來清除以前的配置,回到默認配置,然後再運行:make menuconfig.
在這里,我們以對cpu支持的配置為例,其餘的選項就不一一詳述,首先查看本機的cpu類型,如下圖:
在這里我們可以看到,我的電腦的cpu是AMD Athlon的,因此我們在cpu選項裡面選用AMD,如下圖所示:
在這里需要注意的是:
A、 cpu的設置在linux內核編譯過程中,不是必需的,即使保持默認的386選項(我們剛才把它改成了AMD),內核也能正常運行,只不過運行慢一些而已。
B、 一般容易出問題的地方在於Device Driver的設置。我在一開始就遇到了在內核編譯完,通過grub引導系統過程中報 「ALERT! /dev/sda1 does not exist . Dropping to a shell!」的錯誤。這是因為硬碟驅動沒有配置好而造成的。運行lspci命令,查看到下面這行:
由此確定,需要配置SCSI、PCI-X、Fusion-MPT驅動,需要在響應的驅動選項里將[M]設置為[*],因為硬碟驅動是在系統開機的時候載入,所以不能以模塊形式載入。
把這幾個驅動內部的選項全部改為[*]:
六、編譯內核
對內核的配置完成之後,現在就可以開始編譯內核了,只需要一個簡單的make命令即可,之後我們就只能慢慢等,直到編譯完成,在我的電腦上,大概用了25分鍾。下圖是運行make後的部分輸出。
七、安裝內核
編譯完成之後,我們需要安裝內核,主要分為如下幾步:
1)、安裝模塊
安裝模塊,對於內核來說,每一個內核版本有自己的模塊目錄,默認在/lib/moles/內核版本號這個目錄下,make moles_install會創建對應的目錄,並把對應的模塊文件拷貝過去。注意,這一步必須要在編譯過內核再做。
2)、拷貝bzImage文件
bzImage文件是內核映像文件,是啟動內核所必需的,我們應當把它拷貝到/boot目錄下。在這里,我為自己新建了一個目錄,我們把它拷貝過去,並且按照一般內核映像文件的命名方式為它改名為vmlinuz-2.6.12。
3)、製作initrd文件
initrd文件命名為initrd.img-2.6.12
4)、修改grub啟動項
要能引導起我們的新系統,需要更改grub配置,增加啟動選項。ubuntu 5.10的grub版本比較低,配置文件為/boot/grub/menu.lst,高版本的grub可能在/boot/grub/grub.cfg里。在原有啟動項基礎上,添加我們自己的啟動項,並把它設為默認啟動項,配置如下:
5)重啟
不出意外的話,我們的內核已經正常載入了,運行uname -a,會發現,內核版本已經是2.6.12了。