我需要建立一個自設的內核

英文版本由 RalphAngenendt 建立。現在由 AlanBartlett 及 AkemiYagi 維護。

Contents

1. 編譯前的準備
2. 設定內核
3. 內核的 ABI
4. 更改內核的 spec 檔案
5. 編譯新內核

• 你肯定嗎？CentOS 被設計以一個完整的環境去運作。如果你替換一個最要的元件，它很可能會影響系統其它部份的運作。

• 你絕對肯定嗎？說真的，99.9% 的用戶已經不再須要重建自己的內核：你可以單單建立一個模塊。若是這樣，你可參考「建立你自己的內核模塊」。

• 你所需的功能是否由現有內核的一個獨立模塊所提供？

• 你所需的功能是否由 CentOSPlus 軟件庫內的 plus 內核所提供？

• 最後警告……如果你損壞你的內核或者系統，你除了要承擔一切後果，你亦要獨個兒解決問題，及埋怨自己令系統無法啟動。

為 CentOS 建立自設的內核有兩個方法：第一個是利用加了自設選項的 CentOS 源代碼；另一個是利用來自 Linux Kernel Archive的主流內核源代碼。

這份教學文檔教授如何利用你自己的選項或改動，配合 CentOS 的源代碼來建立一個內核。它主要是針對 CentOS-5 而寫成。請留意由 符號所標示、關於在其它版本 CentOS 上建立內核的備註。

（如果你希望建立一個主流的內核，切勿依照 How To Compile A Kernel 內的指引。這個網站不被認可，因為它教導的是不安全地以 root 建立內核，因此方法本身有毛病。詳細理由請參閱 Building Source RPM as non-root under CentOS。建立主流內核的一個良好參考指南是 Linux Kernel in a Nutshell。）

這些行動都只供你個人使用。開發小組並不支援自設的內核，因為他們無法控制你的編譯環境、選取項目等。如果你選擇建立自設的內核，當有安全性更新、新發行、或任何須要進行維護的情況出現，你要獨力肩負起這個責任。

1. 編譯前的準備

要成功地建立一個內核，你須要安裝下列套件：

• yum groupinstall "Development Tools" # 這樣做會確定你擁有編譯時所需的一切工具。

• yum install ncurses-devel # 你必須這樣才能讓 make *config 這個指令正確地執行。

• yum install qt-devel # 如果你打算用 make xconfig 而不是 make gconfig 或 make menuconfig，才須要這樣做。

• 整個內核的源代碼樹。 請跟從「我需要內核代源碼」第 2 部份內的指引。

如果你想加入任何內核的修正，請於現在複製它們到 SOURCES 目錄內。

2. 設定內核

如何你在建立一個 CentOS-4 內核，請在整份教學文檔內用 2.6.9 取代 2.6.18，並且從這部份的目錄名稱內刪除 ".`uname -m`" 這個元件。

如果你不打算修改發行內核的設定檔，你可以忽略這部份。你只需進行最後一步： [user@host] $ cp ~/rpmbuild/BUILD/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.`uname -m`/configs/* ~/rpmbuild/SOURCES

建立好編譯用的目錄後，現在是時候修改內核的設定。請進到 ~/rpmbuild/BUILD/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.`uname -m`/ 目錄，然後複製 ./configs/ 目錄內的正確類型設定檔（CentOS-5：base、xen、PAE 如果是 32 位元架構；CentOS-4：base、smp、xenU、hugemen 如果是 32 位元架構、largesmp 如果是 64 位元架構），或者複製現有內核在 /boot/config-`uname -r` 的設定檔，成為這個目錄內的 .config 檔。

請參考下面的範例：

[user@host]$ cd ~/rpmbuild/BUILD/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.`uname -m`[user@host]$ cp configs/kernel-2.6.18-`uname -m`[-type].config .config

— 或 —

[user@host]$ cp /boot/config-`uname -r` .config

首先執行 make oldconfig。現在你應該執行 make menuconfig、make gconfig 或 make xconfig 來自訂內核的設定。當你完成後，請記得儲存你對設定的改動。

如果你安裝了整個內核的源代碼來建立一個內核模塊，你應該在這裡停手。請你現在便參考「建立你自己的內核模塊」教學文檔。

接著，在你將設定檔複製回 configs/ 目錄前，請先將註釋了的硬件平台（相等於 uname -i 指令的輸出）的一行加在設定檔的頂部。這個在 32 位元架構上是 i386，在 64 位元架構上是 x86_64。這個字串必須以 # 符號來註釋，而且必需是檔案的頭一行。（ 這一步無須在 CentOS-4 內核上進行。）

請在 .config 檔案的頂部加入以下一行：

# i386

— 或 —

# x86_64

現在將 .config 檔複製回 configs/ 目錄內。這基本上與先前的複製指令剛剛相反：

[user@host]$ cp .config configs/kernel-2.6.18-`uname -m`-[類型].config

最後一步就是將 configs/ 目錄內的所有內容複製到 ~/rpmbuild/SOURCES/ 目錄內。

[user@host]$ cp configs/* ~/rpmbuild/SOURCES

3. 內核的 ABI

CentOS 內核的其中一個特色就是它的應用程式二進制介面（ABI）會在整個產品生效期內保持一樣。kABI 維持不變的好處，就是外置的內核模塊在建立時不必與內核版本掛鈎 —— 因此它們不必在新內核發行時被重新建立。這是追踪 kABI 的內核模塊套件的基礎 —— 它們可以提供更新的驅動程式及其它檔案系統等支援。

為了維繫 ABI 的一致性，原先的內核的 ABI 會被記錄及儲存在一個檔案內。這個檔案會在建立每個新內核時用來檢查 kABI。如果新的內核被設定或修改至一個地步令它的 ABI 與先前的有差別，編譯將會失敗，並且會有信息表示 kABI 的一致性已被破壞。這時，內核建立者有兩個選擇：（一）重新設定新的內核，讓它的 kABI 與原有的能互相吻合，因而可繼續享受一致 ABI 所提供的好處；（二）在建立的過程中停止檢查 kABI。在這兩個選擇之間，前者較為可取，但有時後者是唯一可行的方法。

要停止檢查內核的 ABI，你只須在 rpmbuild 指令行上加入一個選項及它的參數：

--without kabichk

這本應是一個簡單的步驟。很不幸地，由 2.6.28-92.el5 的內核起，kabitool 檔案內的一個改動揭露了內核 spec 檔案裡一個潛在的錯誤。這個錯誤已經穫得上游確認（bz456765），並應該會在第四個更新（CentOS 5.4）內得到修正。

直至這個修正出現，那些需要停止檢查 kABI 的內核建立者必須在編輯內核設定檔時執行兩個額外的步驟。這兩個步驟已經在這件教學文檔的下一個部份清楚列出來。

4. 更改內核的 spec 檔案

這個部份所提及的行數只對應現有 CentOS-5 內核的 spec 檔案。

現在你須要更改內核的 spec 檔案。

[user@host]$ cd ~/rpmbuild/SPECS[user@host SPECS]$ cp kernel-2.6.spec kernel-2.6.spec.distro[user@host SPECS]$ vi kernel-2.6.spec

以下這兩個改動只適用於 >= 2.6.18-53.el5 的內核。

在第 23 行，更改：

%define with_debug     %{?_without_debug:     0} %{!?_without_debug:     1}

至：

%define with_debug     0

在第 29 行，更改：

%define with_debuginfo %{?_without_debuginfo: 0} %{!?_without_debuginfo: 1}

至：

%define with_debuginfo 0

在第 69 行，buildid 的定義本身是一個註釋。它必須被取消註釋及賦予一個數值，好避免與你現時安裝了的內核互相抵觸。這將這行更改如下列樣子般：

%define buildid .your_identifier

"%" 與 "define" 這個字之間不可以有空格。

由第 6750 行起，有一段代碼需要被改為註釋。這段代碼是起頭是 #if a rhel kernel, apply the rhel config options。請註釋這 17 行來建立自定的 CentOS-5 內核（ 這一步在建立自設的 CentOS-4 內核時無須執行。）：

#if a rhel kernel, apply the rhel config options#%if 0%{?rhel}#  for i in %{all_arch_configs}#  do#    mv $i $i.tmp#    $RPM_SOURCE_DIR/merge.pl $RPM_SOURCE_DIR/config-rhel-generic $i.tmp > $i#    rm $i.tmp#  done#%ifarch ppc64 noarch#  #CONFIG_FB_MATROX is disabled for rhel generic but needed for ppc64 rhel#  for i in kernel-%{kversion}-ppc64.config#  do#    mv $i $i.tmp#    $RPM_SOURCE_DIR/merge.pl $RPM_SOURCE_DIR/config-rhel-ppc64-generic $i.tmp > $i#    rm $i.tmp#  done#%endif#%endif

由於內核 spec 檔案裡的錯誤（它仍待上游去修正），你必須做以下兩個改動。這個步驟只須在 >= 2.6.18-92.el5 而且停止檢查 kABI的內核上進行。詳情請見第 3 部份。

進到第 7029。在那裡你會看見一段以 # Create the kABI metadata for use in packing 開頭的代碼：

    # Create the kABI metadata for use in packaging    echo "**** GENERATING kernel ABI metadata ****"    gzip -c9 < Module.symvers > $RPM_BUILD_ROOT/boot/symvers-$KernelVer.gz    chmod 0755 %_sourcedir/kabitool    if [ ! -e $RPM_SOURCE_DIR/kabi_whitelist_%{_target_cpu}$Flavour ]; then        echo "**** No KABI whitelist was available during build ****"        %_sourcedir/kabitool -b $RPM_BUILD_ROOT/$DevelDir -k $KernelVer -l $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist    else        cp $RPM_SOURCE_DIR/kabi_whitelist_%{_target_cpu}$Flavour $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist    fi    rm -f %{_tmppath}/kernel-$KernelVer-kabideps    %_sourcedir/kabitool -b . -d %{_tmppath}/kernel-$KernelVer-kabideps -k $KernelVer -w $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist%if %{with_kabichk}    echo "**** kABI checking is enabled in kernel SPEC file. ****"    chmod 0755 $RPM_SOURCE_DIR/check-kabi    if [ -e $RPM_SOURCE_DIR/Module.kabi_%{_target_cpu}$Flavour ]; then        cp $RPM_SOURCE_DIR/Module.kabi_%{_target_cpu}$Flavour $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi        $RPM_SOURCE_DIR/check-kabi -k $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi -s Module.symvers || exit 1    else        echo "**** NOTE: Cannot find reference Module.kabi file. ****"    fi%endif

請編輯原有的 23 行成為以下的 24 行：

    # Create the kABI metadata for use in packaging    echo "**** GENERATING kernel ABI metadata ****"    gzip -c9 < Module.symvers > $RPM_BUILD_ROOT/boot/symvers-$KernelVer.gz%if %{with_kabichk}    chmod 0755 %_sourcedir/kabitool    if [ ! -e $RPM_SOURCE_DIR/kabi_whitelist_%{_target_cpu}$Flavour ]; then        echo "**** No KABI whitelist was available during build ****"        %_sourcedir/kabitool -b $RPM_BUILD_ROOT/$DevelDir -k $KernelVer -l $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist    else        cp $RPM_SOURCE_DIR/kabi_whitelist_%{_target_cpu}$Flavour $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist    fi    rm -f %{_tmppath}/kernel-$KernelVer-kabideps    %_sourcedir/kabitool -b . -d %{_tmppath}/kernel-$KernelVer-kabideps -k $KernelVer -w $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist    echo "**** kABI checking is enabled in kernel SPEC file. ****"    chmod 0755 $RPM_SOURCE_DIR/check-kabi    if [ -e $RPM_SOURCE_DIR/Module.kabi_%{_target_cpu}$Flavour ]; then        cp $RPM_SOURCE_DIR/Module.kabi_%{_target_cpu}$Flavour $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi        $RPM_SOURCE_DIR/check-kabi -k $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi -s Module.symvers || exit 1    else        echo "**** NOTE: Cannot find reference Module.kabi file. ****"    fi%endif    touch %{_tmppath}/kernel-$KernelVer-kabideps

進到第 7069 行。在那裡你會見一段以 # first copy everything 開頭的代碼：

    # first copy everything    cp --parents `find  -type f -name "Makefile*" -o -name "Kconfig*"` $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    cp Module.symvers $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    cp Module.markers $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    mv $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    if [ -e $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi ]; then        mv $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    fi    cp symsets-$KernelVer.tar.gz $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    # then drop all but the needed Makefiles/Kconfig files

請編輯原有的 10 行成為以下的 12 行：

    # first copy everything    cp --parents `find  -type f -name "Makefile*" -o -name "Kconfig*"` $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    cp Module.symvers $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    cp Module.markers $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build%if %{with_kabichk}    mv $RPM_BUILD_ROOT/kabi_whitelist $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    if [ -e $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi ]; then        mv $RPM_BUILD_ROOT/Module.kabi $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build    fi    cp symsets-$KernelVer.tar.gz $RPM_BUILD_ROOT/lib/modules/$KernelVer/build%endif    # then drop all but the needed Makefiles/Kconfig files

最後假若你有任何修正，你必須為每個修正增加兩行引用它們的語句。在第 3404 行，也就是接近修正申報的尾部，請以 40000 這數目開始加入你的申報，以免你的修正與 RHEL／CentOS 的內核修正產生衝突。例如：

Patch40000: my-custom-kernel.patch

請在 6725 行之下加入應用你的修正的語句。你只需要加入你先前申報的修正編號，然後 rpmbuild 便會自動地為你進行修正。例如：

%patch40000 -p1

5. 編譯新內核

開始編譯：

[user@host SPECS]$ rpmbuild -bb --target=`uname -m` kernel-2.6.spec 2> build-err.log | tee build-out.log

你可以透過 --with 及／或 --without 在 rpmbuild 指令內加入些有用的選項。（ 這些選項只由 >= 2.6.18-53.el5 的內核提供。）

舉個例說：

[user@host SPECS]$ rpmbuild -bb --target=`uname -m` --with baseonly kernel-2.6.spec 2> build-err.log | tee build-out.log

只會建立 base 內核及相應的 kernel-devel 套件。另一方面：

[user@host SPECS]$ rpmbuild -bb --target=`uname -m` --with xenonly kernel-2.6.spec 2> build-err.log | tee build-out.log

只會建立 xen 內核及相應的 kernel-xen-devel 套件。至於：

[user@host SPECS]$ rpmbuild -bb --target=`uname -m` --without up --without xen kernel-2.6.spec 2> build-err.log | tee build-out.log

只會建立 PAE 內核及相應的 kernel-PAE-devel 套件。

當編譯完成後，你的自設內核的 rpm 檔案可以在 ~/rpmbuild/RPMS/`uname -m`/ 目錄內找到。切記要以 root 的身份，利用 rpm -ivh kernel-*.rpm 這個指令來安裝這些檔案。註：如果你建立了一個內核比現時安裝的版本還要舊，你將會須要在 rpm 指令裡使用 --oldpackage 這個選項。

無論如何，切勿使用 rpm -Uvh 這個指令來安裝你的內核，因為這樣做會更新（取替）你現時安裝了的版本。假如你自設的內核有問題，你將會無法返回原先能正常運作的版本。

Translation of revision 111