Linux 內核定製指南：依硬體精簡編譯、提升開機速度與釋放記憶體

為什麼要定製內核？

發行版預設內核為了相容性包含大量驅動與功能，導致體積龐大、開機慢、佔用記憶體。依實際硬體精簡內核可：

• 移除無用驅動（無線網卡、SCSI、舊式音效晶片等）。
• 針對 CPU 型號啟用最佳化（如 CONFIG_MCORE2、CONFIG_MK8）。
• 將低頻功能模組化 (M)，按需載入。
• 縮減內核映像大小，加快載入與解壓縮。

前置準備：備份與啟動盤

1. 備份重要資料。
2. 製作啟動救援媒體（USB/光碟），確保編譯失誤時可救援。
   Red Hat 系：mkbootdisk --verbose --device /dev/sdX $(uname -r)。
3. 以 root 登入文字模式（Runlevel 3）。

內核源碼獲取與配置介面

cd /usr/src/linux          # 或解壓內核源碼至任意目錄
make mrproper              # 清理舊配置

兩種配置介面：

• make menuconfig：文字介面（NCurses），適合 SSH/終端機。
• make xconfig：圖形介面 (Qt)，需 X Window，操作直觀。

本文以 xconfig 為例。

關鍵配置選單逐項說明

Processor type and features

• Processor family：選擇精確 CPU 型號（Core 2/Nehalem/AMD K8/Zen 等），啟用對應指令集最佳化。
• Preemption Model：桌面選 Preemptible Kernel (Low Latency Desktop)；伺服器選 Voluntary Kernel Preemption 或 No Forced Preemption。
• Timer frequency：1000Hz (桌面/多媒體) / 250Hz/300Hz (伺服器/省電)。

Device Drivers → 僅保留實體硬體對應驅動

• 網路：僅勾選實際網卡驅動（e1000e, igb, r8169 等），其餘設 M 或 N。
• 儲存：AHCI/SATA/NVMe 控制器設 *（內建），RAID 卡、SCSI 若無硬體設 N。
• 圖形：Intel/AMD/NVIDIA 驅動依顯示卡選擇，桌面建議內建 KMS 驅動。
• USB、音效、輸入裝置：按需啟用。

File systems

• 根分區檔案系統 (ext4/xfs/btrfs) 必須設 * 內建。
• 其他檔案系統 (vfat, ntfs, nfs, cifs) 設 M 模組化。

Kernel hacking / Debugging

生產環境建議關閉 DEBUG_KERNEL、DEBUG_INFO 等除錯選項，減少體積與效能損耗。

模組化策略

選項三態：Y(*)=內建、M=模組、N=不編譯。
原則：開機必須（根檔案系統、啟動裝置驅動、CPU 核心）設 Y；其餘盡量 M。

編譯與安裝

make bzImage               # 編譯內核映像 (約 10-30 分鐘視 CPU)
make modules               # 編譯模組
make modules_install       # 安裝模組至 /lib/modules/$(uname -r)

若報錯，回頭檢查相依選項（xconfig 會自動提示相依）。

部署新內核

cp arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-$(uname -r)-custom
cp System.map /boot/System.map-$(uname -r)-custom
cp .config /boot/config-$(uname -r)-custom

更新引導載入器 (GRUB 2)

grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
# 或手動編輯 /etc/grub.d/40_custom 加入新選單項

舊版 GRUB (Legacy) 編輯 /boot/grub/grub.conf 新增 title/kernel/initrd 項。

建立初始虛擬檔案系統 (initramfs/initrd)

若根分區驅動、檔案系統模組化，必須重建 initramfs：

dracut -f /boot/initramfs-$(uname -r)-custom.img $(uname -r)-custom
# 或 mkinitrd (舊版)

驗證與回滾

1. 重啟，GRUB 選單選擇新內核啟動。
2. uname -r 確認版本；dmesg | grep -i error 檢查錯誤。
3. 若失敗，重啟選舊內核，檢查配置、重建 initramfs、修正相依後再試。

常見陷阱與避坑指南

總結

內核定製是 Linux 系統調優的核心技能。建議流程：硬體清單 → 最小配置 → 測試 → 逐步加入功能。保留舊內核作為回滾基準，善用 make olddefconfig 升級新版源碼時保留既有配置。