Ubuntu20.04linux核心(5.4.0版本)編譯準備與實現過程-編譯過程(2)

流星斬月發表於2021-03-26

   前面因為部落格園維修,所以核心編譯過程一直沒有發出來,現在把整個核心過程分享出來。本隨筆給出核心的編譯實現過程,在編譯前需要參照我前面一篇隨筆:

Ubuntu20.04linux核心(5.4.0版本)編譯準備與實現過程-編譯前準備(1) :https://www.cnblogs.com/iFrank/p/14556664.html

  切記:注意一點需要參照前一篇隨筆,不然編譯過程十有八九出問題。

開發環境

  Ubuntu20.04(ubuntu-20.04.2-live-server-amd64.iso)

  系統自帶的核心版本:5.4.0-67-generic(上篇隨筆的核心版本為5.4.0-42-generic,但是-67版本與-42具體操作一樣)

編譯過程

  準備工作做完,接下來就要編譯核心了。這個編譯其實也分了好幾個大的步驟,下面首先介紹第一步配置。

  原則上來講,核心需要配置的項非常多,而且很多涉及到了一般讀者並不太熟悉的硬體細節。這樣一來,稍不留神就會導致配錯項,而這個錯誤往往是在編譯核心時才暴露出來,非常耽誤時間。可能大家花費幾天甚至十幾天的時間都不能編譯成功,原因就在於諸多的配置項把自己卡住了。鑑於這種情況,我建議直接使用系統核心已有的配置檔案.config,直接使用不容易報錯,但是短板也是對應的-只能編譯系統已有的核心版本,比如我只能編譯5.4.0系列的核心版本,但是在學習過程,這樣是非常方便的,系統在安裝過程中,就已經根據當前的硬體環境做出了選擇。直接拿來用就可以了,非常省事。

  首先把該配置檔案,複製到下載並解壓好的核心原始碼目錄中,比如本機環境的/home/frank/Desktop/linux-5.4。前面提到,下載的核心原始碼版本是5.4.0,和當前系統所用的核心版本一致。其原因就在這裡,可以非常方便地直接使用系統自帶的核心配置檔案。注意,在複製配置檔案/boot/config-5.4.0-67-generic的同時,需要將其更名為.config,執行下面命令:

1  sudo cp /boot/config-5.4.0-67-generic .config

  前面提到過使用核心命令列引數,禁止核心地址隨機化。其實也可以在.config檔案中,註釋掉CONFIG_RANDOMIZE_BASE配置項以實現禁用的目的。這之後,可以執行命令“make menuconfig”,在圖形介面中對.config檔案進行配置,按預設的配置就行(kgdb也預設配置好了),直接選擇load,選擇儲存退出即可。

  配置好了以後,先不著急編譯。我們需要改一改核心的Makefile檔案(即頂層Makefile檔案),以去優化編譯核心。我們編譯核心的目的是為了除錯,而優化很多時候會影響除錯。比如程式碼的順序被改變了,某個變數被優化掉了等等,這常常導致原始碼和實際執行情況不一致。如何解決?直接修改核心的Makefile檔案,我的環境中為/home/frank/Desktop/linux-5.4/Makefile,將其中的-O2優化級別全部替換成-O1(總共有三處)。既然去優化,為什麼不直接改成-O0呢?答案很簡單,改成-O0或者-Og,後面編譯過不了。能降低一點優化級別,也是好的。

  雖然頂層Makefile檔案中不能將優化級別變成-O0,但是有可能把某個模組的優化級別降成-O0。比如,當我們需要除錯研究某一個模組時,可以在該模組自己的Makefile檔案中加入-O0。但是,這個做法並不能保證適合於每一個模組。

  去優化完成之後,我們就可以開始真正編譯了。命令也十分簡單:

1 sudo make-kpkg --initrd kernel-headers kernel_image

  我在執行過程中,遇到了簽名問題報錯:

1 make[2]: *** No rule to make target 'debian/certs/benh@debian.org.cert.pem', needed by 'certs/x509_certificate_list'。 停止。
2 Makefile:988: recipe for target 'certs' failed
3 make[1]: *** [certs] Error 2
4 make[1]: Leaving directory '/home/sakura/linux-4.10.12'
5 debian/ruleset/targets/common.mk:295: recipe for target 'debian/stamp/build/kernel' failed
6 make: *** [debian/stamp/build/kernel] Error 2

  需要重新複製/boot/config-5.4.0-67-generic,修改名.config,然後直接修改.config檔案,之後重新註釋掉CONFIG_RANDOMIZE_BASE配置項,隨後執行下面操作:

1 把CONFIG_MODULE_SIG_ALL,
2 CONFIG_MODULE_SIG_KEY
3 和CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS三項註釋掉,編譯時系統會自動生成一次性金鑰來加密,
4 另外記得把CONFIG_DEBUG_INFO=y去掉

  .config配置好之後,重新執行make menuconfig命令,選擇load,然後儲存即可,隨後在當前目錄輸入:

1 sudo make-kpkg --initrd kernel-headers kernel_image

  如果沒有報錯就會進行核心編譯,耐心等待較長時間後(約3-5小時),會在前一級目錄生成兩個deb檔案:

1 linux-headers-5.4.0_5.4.0-10.00.Custom_amd64.deb
 
2 linux-image-5.4.0_5.4.0-10.00.Custom_amd64.deb

  兩個deb檔案位於/home/frank/Desktop目錄下。之後在此目錄下直接執行下面命令,進行安裝就可以了:

1 dpkg -i *.deb

  到此為止,核心就編譯完成了。不過,ubuntu 20.04預設情況下,開機是看不到grub介面的,也就無法選擇進入新編譯好的核心。所以,此時還得修改一個/etc/default/grub檔案。將其中的“GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden”註釋掉,以顯示grub介面;並且將GRUB_TIMEOUT修改成“GRUB_TIMEOUT = 10”,以留出10秒時間讓使用者選擇進入哪個核心:

  同樣,最後還需要執行update-grub命令,並重啟系統。

  為了便於大家進行核心編譯,下面總結性地列出了主要步驟:

第一步:將下載的核心原始碼5.4.0,解壓於目錄~/Desktop/linux-5.4中。並假設該目錄,就是當前工作目錄(即執行pwd命令,將得到路徑~/Desktop/linux-5.4);

第二步:# cp /boot/config-5.4.0-67-generic .config;

第三步:# sudo vim .config,註釋掉CONFIG_RANDOMIZE_BASE;

第四步:# make menuconfig,選擇load,隨即儲存即可;

第五步:去優化編譯,將頂層Makefile中的-O2,改成-O1(總共有三處);

第六步:# sudo make-kpkg --initrd kernel-headers kernel_image;

第七步:# cd ../,回到上級目錄,即~/Desktop;
       # dpkg -i *.deb,安裝生成的兩個deb檔案;

第八步:修改/etc/default/grub,註釋掉“GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden”,並設定等待時間GRUB_TIMEOUT = 10。

第九步:# update-grub
       # reboot

編譯完成,重新啟動選擇核心版本

  選擇5.4.0版本核心,具體過程如下:

 

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