1 获取内核源码

在linux内核官方网站http://www.kernel.org，可以获得当前最新版本Linux源码码。如果想找一些老版本的源代码，可以：https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/下载。

安装内核源代码

内核压缩以GNU zip(gzip)和bzip2两种形式发布。以bzip2形式发布的Linux内核叫做linux-x.y.z.tar.bz2，这里x.y.z是内核源码的具体版本。如果压缩形式是bzip2，则运行：

tar rvjf linux-x.y.z.tar.bz2

如果压缩形式是GNU的zip，则运行：

tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz

何处安装源码

内核源码一般安装在/usr/src/具体linux版本 目录下。不要以root身份对内核进行修改，而应当是，建立自己的主目录。仅以root身份安装新内核，即使在安装新内核时，/usr/src/linux目录都应当原封不动。

使用补丁

在linu内核社区中，补丁是通用语。你可以以补丁的形式发布对代码的修改，也可以以补丁的形式接收其他人所做的修改。内核版本不断更新，增量补丁可以作为版本转移的桥梁。你不在需要下载内核源码的全部压缩，而只需给旧版本打上一个增量补丁，让其旧貌换新颜，更新内核版本。只需运行：

patch-p1 < ../patch-x.y.z

一般来说，一个给定版本的内核补丁总是打在前一个版本上。

2 内核源码树

内核源码树由很多目录组成，而大多数目录又包含更多子目录。源码树的根目录及其子目录如下表：

目录	描述
arch	特定体系结构的源码
crypto	Crypto API
Documentation	内核源码文档
drivers	设备驱动程序
fs	VFS和各种文件系统
include	内核头文件
init	内核引导和初始化
ipc	进程间通信代码
kernel	像调度程序这样的核心子系统
lib	通用内核函数
mm	内存管理子系统和VM
net	网络子系统
scrripts	编译内核所用的脚本
security	Linux安全模块
sound	语音子系统
usr	早期用户空间代码

在源码树根目录中，COPYING是内核许可证，CREDITS是开发者列表。MAINTAINERS是维护者列表，维护内核子系统和驱动程序。最后，Makefile是Makefile内核的基础

3 编译内核

在编译内核之前，首先你必须配置它。可以配置的各种选项，以CONFIG_FEATURE形式表示，其前缀为CONFIG。例如，对称处理器(SMP)的配置选项为CONFIG_SMP。如果设置了该选项，则SMP启用，否则，SMP不起作用。
这些配置项要么是二选一，要么是三选一。二选一就是yes或no。三选一可以是yes、no或module。module意味着该配置项被选定了，但编译的时候这部分功能的实现代码是以模块（一种可以动态安装的独立代码段）的形式生成。在三选一的情况下，yes表示把代码编译进内核映射中，而不是作为一个模块。

内核提供了各种不同的工具来简化内核配置。最简单的一种是基于文本的命令行工具：

make config

该工具会挨个遍历所有配置项，要求用户选择yes、no或module。

如果该命令不能执行，说明没有安装一些工具，可以根据提示安装，我的需要安装make、gcc、bison、flex

sudo apt-get install make gcc bison flex

这个过程很耗费时间，所以，除非你的工作是按小时计费的，否则你应该多利用基于ncuse编译的图形界面工具。

make menuconfig

或者基于X11的图形工具

make xconfig

或用基于gtk+图形工具

make gconfig

这三种工具将所有配置项分门别类放置，比如按处理器类别和特点，你可以按类移动、浏览内核选项，当然也可以修改其值。
命令：

make defconfig

通过这条命令为你的体系结构创建一个默认的配置。尽管这些默认值有点随意性，但是，如果你从未配置过内核，那就会提供一个良好的开端。

执行完，帮我配置的是x86_64_defconfig。这些配置项会存放在内核代码树根目录下的.config文件中，我们也可修改它，打开看看

再修改过配置文件之后，或者在用旧的配置文件配置新的代码树的时候，应该验证和更新配置：

make oldconfig

一旦内核配置好了，就可以编译它了，执行命令：

make

减少编译的垃圾信息

我们希望在编译时看到错误和警告消息，但对匆匆掠过屏幕的垃圾信息不感兴趣，可以使用如下命令

make > /dev/null

就可以把无用的输出信息重定向到永无返回值的黑洞/dev/null

衍生多个编译作业

多个作业独立并发运行，可以提高处理器系统上的编译过程。默认情况下，make只衍生一个作业。为了可以以多个作业编译内核，使用一下命令：

make -jn

n是要衍生的作业数，在实际中，每个处理器一般衍生一个或者两个作业。例如，在一个双处理器上，可以输入如下命令：

make -j4

安装内核

在内核编译好了之后，还需要安装它。怎么安装就和体系架构以及启动引导工具(boot loader)息息相关了—查阅启动引导工具的说明，按照它的指导将内核映像拷贝到合适的位置，并且按照启动要求安装它。一定要保证随时有一个或两个可以启动的内核，以放新编译的内核出现问题。
安装命令：

sudo  make install

模块的安装是自动的，也是独立于体系结构的。以root身份，只要运行：

sudo make modules_install

就可以把所有编译号的模块安装到正确的主目录/lib下


可以看到，编译的内核版本号是5.0.0

同时也列出了还有那个内核

查看现在使用的内核版本

启用指定内核作为引导

输入下列命令将内核作为引导，将数字更改为你自己编译的版本号：

sudo  update-initramfs -c -k 5.0.0

跟新一下grub：

sudo update-grub

之后重启即可在启动界面选择需要重启的内核。如果看不到重启选择界面，执行以下操作。
输入命令：

sudo  vim /etc/default/grub

注释掉hidden那一行，将timeout更改为较大值，这里改为了10

之后执行

sudo update-grub

重启即可看到下面此单，选择高级选项，进入后选择编译安装好的内核进入即可，

选择我们刚刚编译好的内核，5.0.0，倒数第二个

可以看到是我们编译的内核

4 内核开发的特点

没有libc库

与用户空间的应用程序不同，内核不能链接使用标准C函数库。最主要的原因是对于内核来说，完整的C库太大了，影响速度和大小。
大部分常用的C库函数在内核中都已经得到了实现。比如说操作字符串的函数组就位与lib/string.c文件中。只要包含<linux/string.h>头文件就可以使用。

头文件

内核源代码文件不能包含外部头文件，所说的头文件是指组成内核源代码树的内核头文件。
在没有实现的函数中，最著名的就数printf()函数了。内核代码虽然无法调用printf()，但它可以调用printk()函数。printk()函数负责把格式化好的字符串拷贝到内核日志缓存区上，这样，syslog程序就可以通过读取缓冲区来获取内核信息。

没有内存保护机制

如果一个用户程序试图进行一次非法的内存访问，内核会出现这个错误，发送SIGSEGV，并结束整个进程。然而，如果是内核自己非法访问了内存，那后果就很难控制了。内核中发生的内存错误会导致oops，这是内核中常见的一类错误。
此外，内核中的内存都不分页，也就是说，每用掉一个字节，物理内存就减少一个字节。所以，在你想往内核加入什么新功能的时候，要记住这一点。

容积小而固定的栈

内核栈的准确大小随体系结构而变，但都是两页。每个处理器都有自己的栈