第4章 Linux内核配置与裁剪

第4章：Linux内核配置与裁剪

内核配置与裁剪，说白了就是给A133的Linux内核做「瘦身」。

我刚开始做BSP时，总觉得内核越大越好，驱动越多越安全。结果呢？编译一次半小时，启动要十几秒，还动不动就OOM。后来被老大骂了一顿，才老老实实去研究Kconfig机制。

这一章，我就带你走一遍完整的裁剪流程。从Kconfig原理到menuconfig实战，再到驱动添加，一步不落。

4.1 Kconfig机制：内核配置的「骨架」

Kconfig是什么？它是内核的配置描述语言。每个驱动、每个功能模块，都有一个Kconfig文件来描述它。

举个例子，你想知道某个驱动能不能被编译进内核，就看它的Kconfig怎么写。

# drivers/i2c/busses/Kconfig 中的一段
config I2C_SUNXI
    tristate "Allwinner I2C controller"
    depends on ARCH_SUNXI
    help
      Say Y here to include support for Allwinner I2C controller.
      This driver can also be built as a module.

这里有几个关键点：

tristate：三态选择——Y（编译进内核）、M（编译为模块）、N（不编译）
depends on：依赖关系，只有ARCH_SUNXI被选中，这个选项才会出现
help：帮助信息，告诉你这个驱动是干嘛的

我的小技巧：裁剪时，先看depends on。如果某个驱动依赖的选项你都没选，那它根本不会出现在menuconfig里。省心。

4.2 menuconfig实战：动手裁剪A133内核

好，理论说完了，咱们直接上手。

进入内核源码目录，执行：

cd kernel/
make ARCH=arm64 menuconfig

你会看到一个蓝底白字的界面。别慌，我带你一步步来。

4.2.1 裁剪CPU子系统

A133用的是Cortex-A53，但内核默认支持很多CPU架构。我们只保留ARM64相关的。

General setup  --->
    [*] Support for 64-bit ARM systems
    [ ] Support for 32-bit ARM systems  # 关掉，A133是64位

嗯，这里要注意：如果你关掉了32位支持，有些老驱动可能编译不过。我遇到过这种情况，后来发现是某个传感器驱动用了32位汇编。解决办法是把它也裁剪掉。

4.2.2 裁剪文件系统支持

A133主要用ext4和FAT32。其他文件系统，比如XFS、Btrfs、NTFS，统统关掉。

File systems  --->
    <*> The Extended 4 (ext4) filesystem
    < > The Extended 3 (ext3) filesystem  # 不需要
    < > Btrfs filesystem                  # 不需要
    < > XFS filesystem                    # 不需要
    DOS/FAT/NT Filesystems  --->
        <*> VFAT (Windows-95) fs support
        < > NTFS file system support      # 不需要

    效果：光这一步，内核大小就能减少约2MB。启动速度提升约0.5秒。

4.2.3 裁剪网络协议栈

A133是嵌入式设备，不需要完整的TCP/IP协议栈。IPv6、IPsec、多播路由，这些都可以关掉。

Networking support  --->
    Networking options  --->
        [ ] IPv6 support                  # 关掉
        [ ] IP: IPsec transport mode      # 关掉
        [ ] IP: multicast routing         # 关掉

我做过一个项目，客户要求设备只做数据采集，不需要IPv6。关掉后，内核小了800KB，内存占用也降了。

4.3 添加必要的驱动支持

裁剪不是一味地删。有些驱动必须加，否则板子跑不起来。

4.3.1 必须保留的驱动

驱动类别	具体选项	说明
串口驱动	CONFIG_SERIAL_SUNXI	调试输出全靠它
MMC/SD卡驱动	CONFIG_MMC_SUNXI	启动系统用
USB驱动	CONFIG_USB_SUNXI	外接设备用
显示驱动	CONFIG_DRM_SUNXI	屏幕显示用

4.3.2 按需添加的驱动

比如你的产品需要Wi-Fi模块，那就加上：

Device Drivers  --->
    Network device support  --->
        Wireless LAN  --->
            [*] Realtek 8723ds support

我曾经踩过一个坑：加了Wi-Fi驱动，但忘了加固件文件。结果系统启动后，Wi-Fi设备能识别，但连不上网。折腾了两天才发现是固件没放对位置。

注意：添加驱动后，记得检查对应的固件文件是否在/lib/firmware/目录下。否则驱动加载会失败。

4.4 裁剪后的验证与优化

裁剪完，别急着烧录。先做两件事：

编译验证：make -j8，确保没有编译错误
启动测试：烧录到板子上，看启动日志，确认没有驱动加载失败

我习惯用这个命令查看内核大小：

ls -lh arch/arm64/boot/Image
# 裁剪前：约 12MB
# 裁剪后：约 6.5MB

启动速度呢？用dmesg看时间戳：

dmesg | grep "Kernel"
# 裁剪前：3.2秒
# 裁剪后：1.8秒

我的经验：裁剪不是一次完成的。我通常会做三轮：第一轮删掉明显不需要的，第二轮根据启动日志删掉报错的驱动，第三轮再精调。三轮下来，内核大小能减少40%-50%。

4.5 避坑指南

最后，分享几个我踩过的坑：

别删掉initramfs：有一次我为了省空间，把initramfs支持关了。结果系统启动到一半就卡住了。因为根文件系统挂载需要它。
注意驱动依赖链：你关掉一个驱动，可能连带关掉它依赖的驱动。比如关掉I2C，所有I2C设备（触摸屏、传感器）都会失效。
保留调试选项：产品发布前，建议保留CONFIG_DEBUG_KERNEL。出问题时，它能帮你快速定位。

嗯，这一章的内容就到这里。内核裁剪是个细活，急不来。你按我说的步骤走，多试几次，就能找到最适合你产品的配置。

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