将Ubuntu 10.04自带2.6.32内核升级成3.0内核图文教程

1、完成如下实践工作，并截屏说明实践步骤：1）下载安装虚拟机VMWare Workstation；2）在虚拟机中安装Linux2.x ；3）通过自行编译，将Linux 2.x内核升级到Linux 3.x。

1)     安装VMware Workstation 11.1.0。

2)     在虚拟机中安装Ubuntu 10.04 LTS (ubuntu-10.04-desktop-i386.iso)，其Linux内核版本为2.6.32。

3)     从kernel.org下载新版3.0.0内核，在Ubuntu10.04上编译后安装，从而升级到3.0.0内核。

2、对1题的3）完成的同时，回答如下问题：

1）  内核主要源代码目录包括什么，每个目录下主要实现什么管理？

/arch：目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。它下面的每一个子目录都代表一种Linux支持的体系结构，例如i386就是Intel CPU及与之相兼容体系结构的子目录。PC机一般都基于此目录。

/documentation：目录下是一些文档，没有内核代码，可惜都是English的，是对每个目录作用的具体说明。

/drivers：目录中是系统中所有的设备驱动程序。它又进一步划分成几类设备驱动，每一种有对应的子目录，如声卡的驱动对应于/drivers/sound；block 下为块设备驱动程序，比如ide（ide.c）。如果你希望查看所有可能包含文件系统的设备是如何初始化的，你可以看/drivers/block/genhd.c中的device_setup()。它不仅初始化硬盘，也初始化，因为安装nfs文件系统的时候需要网络。其他:如, Lib放置核心的库代码; Net,核心与网络相关的代码; Ipc,这个目录包含核心的进程间通讯的代码; Fs,所有的文件系统代码和各种类型的文件操作代码，它的每一个子目录支持一个文件系统，例如fat和ext2。

/fs：目录存放Linux支持的文件系统代码和各种类型的文件操作代码。每一个子目录支持一个文件系统，如ext3文件系统对应的就是ext3子目录

/include：目录包括编译核心所需要的大部分头文件，例如与平台相关的头文件在/include/linux子目录下，与 intel cpu相关的头文件在/include/asm-i386子目录下,而/include/scsi目录则是有关scsi设备的头文件目录。

/init：目录包含核心的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c和Version.c两个文件。这是研究核心如何工作的好起点。

/ipc：目录包含了核心进程间的通信代码。

/Kernel：内核管理的核心代码，此目录下的文件实现了大多数linux系统的内核函数，其中最重要的文件当属sched.c；同时与处理器结构相关代码都放在/arch/*/kernel目录下。

/lib：目录包含了核心的库代码，不过与处理器结构相关的库代码被放在/arch/*/lib/目录下。

/mm：目录包含了所有独立于 cpu 体系结构的内存管理代码，如页式存储管理内存的分配和释放等。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于/arch/*/mm目录下，例如/arch/i386/mm/Fault.c 。

/net：目录里是核心的网络部分代码，实现了各种常见的网络协议，其每个子目录对应于网络的一个方面。

/scripts：目录包含用于配置核心的脚本文件等

/block：块设备驱动程序I/O调度。

/crypto：常用加密和散列算法（如AES,SHA等），还有一些压缩和CRC校验算法。

/security：主要包含SELinux模块。

/sound：ALSA,OSS音频设备的驱动核心代码和常用设备驱动。

/usr：实现了用于打包和压缩的cpio等。

2）  内核升级必要的软件包需要那些？

编译内核用到：gcc, libncurses5-dev

下载内核文件用到：wget

解压缩内核源代码用到：tar

3）  编译内核的步骤是什么？

第一步：Configure

sudo make menuconfig

上面的命令用来配置Linux内核，一旦执行了该命令，屏幕将会弹出一个窗口，里面都是菜单列表，我们可以选择新配置选项，如果不熟悉该配置的话，我们只需要进入File systems菜单项，来确认ext4文件系统被选中，如果没有选中的话，选中它，并且保存配置。

第二步：Compile

sudo make

上面的命令用来编译Linux内核，这个步骤比较花时间，大概用了40-50分钟。

第三步：Install

sudo make modules_install install

上面的命令用来将Linux3.0内核安装到系统中，该命令将会在/boot/目录下创建一些文件，并且会在grub.cfg文件中建立一个启动项，我们可以检查一下该启动项是否被正确创建，/boot/目录下的文件如下：

System.map-3.0.0

vmlinuz-3.0.0

initrd.img-3.0.0

config-3.0.0

重启系统，我们会进入新的Linux3.0内核的Ubuntu系统中。

4）  在编译过程中通常会遇到的问题有哪些，解决的办法是什么？

问题1：没有足够的权限，这是由于当前用户权限不够引起的，在Ubuntu上可以通过在命令前面加入sudo来按照root权限执行命令。

问题2：安装软件包失败，这是由于ubuntu官方网站在国外，国内一般不容易连接成功，这时可以通过替换Ubuntu源来解决，源的配置文件为/etc/apt/sources.list，将此文件中的内容替换成国内的源地址即可。本文中替换的源为网易Ubuntu10.04源：

5）  你在编译过程中实际遇到了什么问题，最后的解决办法是什么？收获是什么？

问题1：下载内核的命令：wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.0/linux-3.0.tar.bz2，经常下到一半就连接中断。

我的解决办法是在Windows下采用迅雷软件进行内核下载，然后通过samba共享文件机制把内核文件共享到Ubuntu中。

问题2：内核编译速度比较慢。

我的解决办法是在VMware中为虚拟机分配6个CPU核和3GB内存，这样虚拟机可以6个线程一起进行内核编译，从而显著加快速度。

收获：

经过这次Linux内核升级实验，我对Linux内核的编译、工作机制有了更好的了解，对我们今后开展Android内核的安全加固项目提供了有效指导。