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我们在学习内核时， 为了搞清楚某一个模块 的来龙去脉时，需要找低版本的内核来学习对比。 但是此时好多内核时跑不起来的， 但是有迫切需要 跑起来， 那我们该注意那些内容呢？ 这里我们拿 linux 5.4 内核编译举例。
1. GCC 版本的选择
gcc 版本选择成功与否，其实就已经解决了大部分问题了。 有些问题解决不了，最终还是回归到 gcc 版本不对导致的。所以 gcc 版本选择是 重点。
1.1 Linux 内核编译所需的 GCC 版本
| Linux 内核版本 | 最低支持 GCC 版本 | 推荐 GCC 版本 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 2.6.x | 2.95 | 3.4 - 4.9 | 已淘汰，较旧的工具链 |
| 3.x | 3.2 | 4.4 - 5.5 | 仍在部分嵌入式设备上使用 |
| 4.0 - 4.9 | 3.2 | 4.9 - 7.x | 较旧的长期支持版本 |
| 4.10 - 4.19 | 4.4 | 5.x - 8.x | 仍被部分 LTS 发行版使用 |
| 5.0 - 5.10 | 5.1 | 6.x - 10.x | 现代 LTS 版本 |
| 5.11 - 5.15 | 6.1 | 7.x - 11.x | 现代 LTS 版本 |
| 5.16 - 5.19 | 7.1 | 8.x - 12.x | 需要较新编译器 |
| 6.0 - 6.5 | 8.1 | 9.x - 13.x | 支持较新硬件 |
| 6.6+ (最新) | 9.1 | 10.x - 13.x | 需要现代 GCC 版本 |
1.2 QEMU 编译所需要的 GCC 版本
| QEMU 版本 | 最低 GCC 版本 | 推荐 GCC 版本 | 备注 |
|---|---|---|---|
| ≤ 4.0 | 4.8+ | 5.x - 7.x | 旧系统支持 |
| 4.1 - 5.2 | 5.1+ | 7.x - 9.x | 支持现代 CPU 架构 |
| 6.0 - 7.2 | 7.2+ | 9.x - 11.x | 启用更多优化 |
| 8.0+（最新） | 7.2+ | 10.x - 13.x | 支持 TCG、多核、HV 功能 |
1.3 BusyBox编译所需要的 GCC 版本
| BusyBox 版本 | 最低 GCC 版本 | 推荐 GCC 版本 | 备注 |
|---|---|---|---|
| ≤ 1.30 | 3.x+ | 4.8 - 6.x | 超轻量级支持 |
| 1.31 - 1.34 | 4.9+ | 6.x - 9.x | 适配常见工具链 |
| 1.35+ | 5.1+ | 7.x - 11.x | 兼容现代嵌入式架构 |
| 最新（1.36+） | 6.0+ | 9.x - 12.x | 可在 GCC 13 编译，但建议不要太新 |
2. 内核配置
2.1 必须打开的配置
qemu 允许时需要确保 如下3 个内核配置是使能的：
CONFIG_VIRTIO=y
CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011=y
CONFIG_BLK_DEV_INITRD=y
| 配置选项 | 作用 | 不启用的后果 |
|---|---|---|
CONFIG_VIRTIO | 支持 VirtIO 虚拟设备（磁盘、网络） | 磁盘/网络不可用，启动卡死 |
CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011 | 提供串口控制台输出 | 无日志输出，无法交互 |
CONFIG_BLK_DEV_INITRD | 加载 initramfs 临时根文件系统 | 内核无法执行 /init，触发 Kernel Panic |
这些配置是 QEMU virt 平台 + ARM64 的黄金组合，缺一不可！
2.2 其他配置
# 架构和平台
CONFIG_ARM64=y
CONFIG_ARM64_VIRT=y # 可有可无# 设备驱动
CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011=y
CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011_CONSOLE=y
CONFIG_VIRTIO=y
CONFIG_VIRTIO_BLK=y
CONFIG_VIRTIO_NET=y
CONFIG_VIRTIO_PCI=y# 文件系统和 initramfs
CONFIG_BLK_DEV_INITRD=y
CONFIG_EXT4_FS=y# 中断和时钟
CONFIG_ARM_GIC=y
CONFIG_ARM_ARCH_TIMER=y
3. 各个版本软件选择:
| 软件 | 版本 |
|---|---|
| 主机选择 | ubuntu 22.04 |
| linux | 5.4 |
| qemu | 7.2.0 |
| busybox | 1.35.0 |
| aarch64-gcc | 9.5.0 |
4. 交叉工具链安装
我们在之前的文章中，按照了最新的 aarch64-linux-gnu-gcc-11
$ aarch64-linux-gnu-gcc-11 --versionaarch64-linux-gnu-gcc-11 (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
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This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
如果不降低 gcc 版本直接编译 linux5.4 将遇到如下错误
4.1 报错一:
/usr/bin/ld: scripts/dtc/dtc-parser.tab.o:(.bss+0x20): multiple definition of `yylloc'; scripts/dtc/dtc-lexer.lex.o:(.bss+0x0): first defined here
collect2: error: ld returned 1 exit status
解决方案一：
- 修改scripts/dtc目录下的scripts/dtc/dtc-lexer.l文件中找到 YYLTYPE yyloc这一行，在之前面加上extern 保存退出， make 编译 正常编译
方案二：
- 将 gcc 降级
4.2 报错二：
../include/linux/compiler.h:350:45: error: call to ‘__compiletime_assert_653’ declared with attribute error: BUILD_BUG_ON failed: (((0x0ffULL) + (1ULL << (__builtin_ffsll(0x0ffULL) - 1))) & (((0x0ffULL) + (1ULL << (__builtin_ffsll(0x0ffULL) - 1))) - 1)) != 0- 只能是降级 gcc 版本
4.3 降级 gcc 版本
由于我们要编译 linux 5.4 所以这里需要 将 aarch64-gcc 换为 9.5
# 安装 aarch64-linux-gnu-gcc-9
sudo apt install gcc-9-aarch64-linux-gnu g++-9-aarch64-linux-gnu#切换默认 aarch64-linux-gnu-gcc 版本
#如果系统中有多个 GCC 版本，可以手动设置：sudo update-alternatives --install /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc aarch64-linux-gnu-gcc /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc-9 90 sudo update-alternatives --install /usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++ aarch64-linux-gnu-g++ /usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++-9 90
5. 编译 linux5.4
5.1 报错一
ake[2]: *** 没有规则可制作目标“debian/canonical-certs.pem”，由“certs/x509_certificate_list” 需求。 停止。
make[2]: *** 正在等待未完成的任务....cd buildvim .configCONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS="debian/canonical-certs.pem"
# 将其 修改为 CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""6. 其他步骤
由于 qemu 和 busybos 在使用 aarch-gcc-9.5上编译没有遇到错误，这里不再重复记录操作步骤，请参照之前。
其他步骤参考这篇文章执行。
