操作系统作业（一）：编译Linux内核

背景&要求:
除了BIOS以外，内核是操作系统中最早加载到内存的。编译内核的目的在于让Linux更加符合使用者的要求，比如说新功能的需求、原来的内核太过于臃肿、或者是嵌入式操作系统的需求。

环境：VMware虚拟机+Ubuntu 16.04（硬盘大小最好大于30G，不然可能会崩）

第一步：在官网上下载内核

网址：https://www.kernel.org/
操作系统作业（一）：编译Linux内核我这里选用的是4.19的版本，点击tarball下载，解压的时候我是直接解压到/home/download的文件下面，然后用命令：

sudo mv /home/download/linux-4.19.28 /usr/src

这里一定要注意权限呀！！
这样内核就下载好了

第二步：安装依赖

build-essential (基本的编程库（gcc, make等）
kernel-package (Debian 系统里生成 kernel-image 的一些配置文件和工具)
libncurses5-dev (meke menuconfig要调用的）
在终端输入：

sudo apt-get install build-essential kernel-package libncurses5-dev

再转化到/usr/src/linux-4.19.28目录下终端输入make menuconfig如果报错说xxx not found，再用sudo apt-get install xxx下载，这样我就配置好了。

最后为了保证源码的干净，将以前执行过的内核功能选择文件删除，执行

make mrproper

注意：一般这个命令在第一次执行核编译前执行，如果以后想要删除前一次编译过程的残留数据，只需要执行：

make clean

输入make menuconfig就出现了这样的界面

操作系统作业（一）：编译Linux内核其实除了这种config界面，还有许多其他的品种，比如说：

make oldconfig：一般用于升级内核源代码后的功能挑选，只列出原来没有的新功能。
make xconfig：QT为基础的图形界面，需要X Windows的支持。
make gconfig：gtk为图形接口基础的界面显示，如果在GNOME界面中，则用这个会很方便。
make config：很麻烦。。不推荐使用。

当然选择这些界面都需要配置相应的环境等等，由于时间的关系，就不展开了。

第三步：那些内核功能

刚刚看到这么多功能，，一脸黑人问号脸。。。
这里介绍一下吧:
1.---->表示可设置选项，选择时< select >，按下enter键
2.在详细选项中，前面由[ ]或者< >才能选择，用空格键选择
3.若前面为[ ]、或者< * >表示编译进内核、< M >表示编译进模块，如果不知道怎么选时，那就编译进模块吧。

如果不知道怎么改，一定要查看< help >！！

根据要求调好后，save就可以了。

第四步：内核的编译以及安装

如果好奇的话可以看make help
基本功能有：

make vmlinux  #Build the bare kernel
make modules  #Build all modules
make bzImage  #Compressed kernel image (arch/x86/boot/bzImage)
make all      # Build all targets marked with [*]（就是上面三个）

接下来制作压缩的内核，也就是系统开机信息（注意bzImage中第三个字母是I的大写）

➜  linux-4.19.28 make clean <==清除临时文件
➜  linux-4.19.28 make bzImage <==压缩编译内核
➜  linux-4.19.28 make modules <==再编译模块

在执make bzImage时，出现报错：
操作系统作业（一）：编译Linux内核
解决方法：下载 libssl-dev：libssl-dev是OpenSSL的通用库SSL也即Secure Socket Layer，是由网景公司为了传输敏感数据而提出的协议。SSL使用私钥加密传输的数据，防止被窃听，输入命令行

sudo apt-get install libssl-dev

然后看着滚动着的字幕真的是热泪盈眶啊！！
操作系统作业（一）：编译Linux内核
然而40分钟后出现了报错。。。

查得原因为：内存大小不够，编译被迫中止，可是人家虚拟机只给了我1G的空间，这时候就是交换分区大展身手的时候了。
问题解决参考：https://xwsoul.com/posts/684

第五步：实际安装模块

模块是要放置在/lib/modules/$(uname -r)下

思考：如果同一个版本的模块反复编译后安装时，发生冲突怎么办？
方法一：将旧版本的模块重新命名
方法二：在make menuconfig的时候，将General setup中的Local version修改成新的名称

想要将模块安装到正确的目标目录下，执行下面的命令：

sudo make modules_install  #注意权限
ll /lib/modules/  ##查看该目录下的改变

最后是这样的就可以了
操作系统作业（一）：编译Linux内核

第六步：安装新的内核与多重内核菜单

自动生成：

➜  sudo make install #将新增内核、config文件、System.map放在/boot下,更新修复模式等等
➜  sudo update-initramfs -u  #更新initial RAM Disk
➜  sudo update-grub	#更新grub

上面的命令可以省去写下面所有命令的麻烦

手动生成：

1.现在内核文件放在目录/usr/src/linux-4.19.28/arch/x86/boot/bzImage下，但是理论上应该在\boot下，而且以vmlinuz开头的文件。下面再保留原有的旧内核下，新增新版的内核。保留旧内核的好处就是能够保障顺利开机。。。。。
可以这样做：

➜  sudo cp /usr/src/linux-4.19.28/arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-4.19.28-generic
➜  sudo cp System.map /boot/System.map-4.19.28-generic
➜  sudo cp /usr/src/linux-4.19.28/.config /boot/vmlinuz-4.19.28-generic #最好备份一下

2.新建相应的Initial RAM Disk（initrd）
需要initrd是因为在启动时无法挂载根目录，例如根目录在特殊的磁盘接口（USB、SATA、SCSI）中，或者系统文件较为特殊（LVM、RAID）等，如果Linux是安装在IDE接口的磁盘上，并且使用默认的ext2/ext3系统文件，则不需要initrd也能进入Linux。
为了安全起见，我决定生成initrd，命令为：

sudo mkinitramfs -o /boot/initrd.img-4.19.28-generic  ##ubuntu中没有mkinitrd只有mkinitramfs
sudo update-initramfs -u

3.编辑开机菜单（grub）
显示grub，在/etc/default/grub更改（用编辑器更改vim 或者 gedit）
注释掉下面的两行：
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true
更新grub：

sudo update-grub

然后更改/boot/grub下的grub.cfg：将原有的内核启动代码复制到新的启动代码中，更改一下名称
操作系统作业（一）：编译Linux内核

第七步：测试

一切准备就绪后。。。
重新开机，进入grub
操作系统作业（一）：编译Linux内核
高级选项，选择新的内核进行测试

可以开机后，输入

uname -r

查看内核，是新内核！！！
操作系统作业（一）：编译Linux内核

问题

在第六步进行手动操作时，全部完成后，开机测试时出现unable mount root
操作系统作业（一）：编译Linux内核
在改变根的磁盘后出现加载root时间过长的问题，但是用make install命令就不会出现这样的问题。

不知道为什么，有什么好的解决方案吗？欢迎指正。

参考资料：
《鸟叔Linux私房菜第三版》
生成initrd：https://www.cnblogs.com/wwang/archive/2010/10/27/1862222.html
vim教程：http://www.runoob.com/linux/linux-vim.html
grub显示：http://www.voidcn.com/article/p-tqdwfijw-pe.html