Linux 内核裁剪和编译

自编译内核

大多数发行版都有默认的编译好的内核，并且这种内核模块较全，通用性还是很高的。这些发行版内核往往会比Linux内核主线慢上一些（例如Debian稳定分支）。需要用一些特别新的内核API依赖或者内核裁剪爱好者才会自己编译内核。但是Gentoo作为一个全编译的发行版，并不提供二进制内核。

学习内核编译对理解Linux内核工作方式还是很有帮助的。

选择Kernel分支

一般不推荐Kernel的主线分支，它往往不够稳定。我使用了Gentoo推荐的gentoo-sources的稳定版本。

另一个选项是带有pax补丁的hardened-sources硬化内核。但是由于pax开发者闭源了该项目，gentoo已经停止支持了。但是仍然有爱好者对Kernel主线进行pax移植。

https://github.com/copperhead/linux-hardened

配置内核

make menuconfig

通过该命令进入控制台菜单对内核进行配置。

主要可以参考金步国先生的内核配置文档翻译和文末的配置。

http://www.jinbuguo.com/kernel/longterm-linux-kernel-options.html

编译内核

make mrproper                   # 清理编译文件
make vmlinux modules            # 编译内核镜像
make install modules_install    # 安装内核

注意安装内核前要挂载好/boot分区。

使用genkernel工具

genkernel可以快速编译安装内核和内核初始系统。

使用前可修改配置文件/etc/genkernel.conf。

OLDCONFIG="yes"             # 加载旧内配置文件
MENUCONFIG="yes"            # 编译前手动修改

CLEAN="no"                  # 关闭自动清理，可以加快二次编译速度
MRPROPER="no"

SAVE_CONFIG="yes"           # 开启自动备份

LVM="yes"                   # 开启内核lvm支持
LUKS="yes"                  # 开启内核Luks加密支持

之后genkernel将自动加载配置

genkernel --kernel-config=<config.file> --install all

启动内核

现在主流的主板都支持EFI启动模式。在这种模式下Linux一般通过grub或者内核直接启动。但是内核直接启动需要将内核启动参数直接编译进内核，所以一般还是以grub为主。

由于需要内核支持lvm和luks，所以修改grub配置文件/etc/default/grub

GRUB_CMDLINE_LINUX="crypt_root=UUID=xxxx dolvm" # 指定加密跟分区id和启动lvm

grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg    # 编译配置文件
grub-install --bootloader-id=gentoo --efi-directory /boot/grub/grub.cfg 
                                        # 安装efi启动镜像

需要注意的是EFI模式需要ESP启动分区，基于fat16/32格式。常挂载在/boot/efi。

内核选项

Processor type and features
- MTRR support
  - intel显卡依赖
Power management and ACPI options
- 电源管理
- Run-time PM core functionality (Remove)
  - 运行时电源管理接口
- Device power management core functionality
  - USB电源管理集成在此
- ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support
  - Processor
    - 处理器ACPI支持
  - CPU Frequency scaling
    - CPU频率调整
Networking suuport
- 内核网络支持，基本只需要下列两项
  - Networking options
    - Packet socket
      - 用于包管理、捕获工具
      - Packet: sockets monitoring interface
        
        监控用
    - Unix domain sockets
      - Unix套接字工具，系统需要，必选
      - UNIX: socket monitoring interface
        
        监控用
    - TCP/IP networking
      - 基本的TCP/IP网络支持，网络必选
      - IP: multicasting
        
        多播支持，基本无用。不选
      - IP: advanced router
        
        高级路由，可选
        
        IP: policy routing
        
        路由策略
        
        IP: equal cost multipath
        
        均衡负载
        
        IP: verbose route monitoring
      - IP: tunneling
        
        IP隧道支持
      - IP: TCP syncookie support
        
        用于对抗syn DoS
      - INET: socket monitoring interface
        
        socket监控
        
        UDP: socket monitoring interface
        
        UDP监控
      - TCP: advanced congesting control
        
        高级拥塞控制
      - The IPv6 protocol
    - Network packet filtering framework (Netfilter)
      - 包过滤框架，防火墙需要
    - NETLINK: socket monitoring interface
      - 包监控
  - Wireless
Device Drivers
- Block devices
  - Loopback device support
    - docker依赖此项
- SCSI device support
  - SCSI disk support
    - USB硬盘依赖此项
- Input device support
  - Event interface
    - libinput,鼠标依赖此项
  - Mice
    - PS/2 mouse
      - 鼠标支持
      - Elantech PS/2 protocol extension
        
        Elan鼠标协议扩展，部分触摸板依赖此项
- Graphics support
  - /dev/agpgart
    - intel必须开启子选项
  - Direct Rendering Manager
    - Enable legacy fbdev support for you modesetting driver
      - 控制台显示需要
  - Nouveau (NVIDIA) cards
    - 开源NVIDIA驱动，性能很差
  - Intel 8xx/9xx/G3x/G4x/HD Graphics
    - Intel集成显卡驱动
  - Frame buffer Devices
    - Support for frame buffer devices
      - Nvidia、OpenGL常用，必须的
    - EFI-based Framebuffer Support
      - Nvidia可能使用
- Sound card support
  - Advanced Linux Sound Architecture
    - HD-Audio
      - HD Audio PCI
        
        即Intel CPU集成声卡
    - Pre-allocated buffer size for HD-audio driver
      - 推荐PulseAudio设置为2048
    - USB sound devices
      - USB Audio/MIDI driver
        
        USB 耳机
- USB support
  - Support for Host-side USB
    - 模块核心
    - USB runtime power management (autosuspend) and wakeup (Remove in 3.10)
      - USB 运行时电源管理
  - PCI based USB host interface
    - 必须
  - Enable USB persist by default
    - 持久化USB
  - USB Monitor
    - 似乎用于USB监控，wireshark啥的
  - xHCI HCD support (USB3.0)
  - EHCI HCD support (USB2.0)
  - USB Mass Storage support
    - usb存储设备
- HID support
  - 人机接口，鼠标键盘啥的
  - Generic HID driver
  - USB HID support
    - USB HID transport layer
Kernel hacking
- Filter access to /dev/mem
  - 禁止用户空间读写/dev/mem

自编译内核#

选择Kernel分支#

配置内核#

编译内核#

使用genkernel工具#

启动内核#

内核选项#