本篇文章，分享如何使用开源工具，轻松实现包括容器在内的 Ubuntu 环境中的内核版本升级，更好地适配新硬件和解锁内核的新特性。
写在前面
作为开发者，我们经常需要在不同的环境中工作，特别是在使用 Docker 容器时。Linux 内核作为操作系统的核心，其版本不仅关系到系统性能的优化、功能特性的支持程度，还包含了重要的错误修复和安全补丁。
有的时候，我们也会遇到这样的场景：需要在容器中使用一些特定的硬件特性，或者要支持最新的硬件设备，这时就需要升级到比发行版更新的内核版本。
回顾过去的分享，我在《AMD 4750u 及 5800u 笔记本安装 Ubuntu 20.04》中曾详细介绍过如何通过升级内核来支持新款 AMD APU。在类处理嵌入式设备时，比如《快速构建稳定的 Armbian 系统：玩客云折腾速通指南（二）》中，我也分享了如何利用容器快速编译 Armbian 设备的内核和系统。
不过，这些方法都相对复杂。今天要介绍的是一个更简便的方案：使用 mainline 这款开源的 Ubuntu 内核安装工具。它能让我们在 Ubuntu 系统（包括容器环境）中轻松实现内核的安装和切换。
想要快速切换内核版本，我们首先要了解当前的内核版本是什么，以及系统默认支持到什么版本。
让我们先来看看 Ubuntu 24.04 和 24.10 的默认内核版本情况。
查看当前系统内核版本
默认情况下，我们能够在登录系统后的欢迎文本中，查看到系统的内核版本：
Welcome to Ubuntu 24.04.1 LTS (GNU/Linux 6.8.0-52-generic x86_64)
Welcome to Ubuntu 24.10 (GNU/Linux 6.11.0-14-generic x86_64)
Ubuntu 24.04 的默认版本是 6.8.x，Ubuntu 24.10 的默认版本是 6.11.x。我们也可以使用命令 uname -r 来查看版本：
# uname -r
6.8.0-52-generic
# 或
6.11.0-14-generic
目前，如果我们想通过 apt install 来安装 6.12 内核，会因为内核尚未发布到官方仓库，而无法直接安装。
通过以下命令可以看到，不论是 Ubuntu 24.04 还是 Ubuntu 24.10，当前仓库中最新的版本都只到 Linux 6.11：
# sudo apt-cache search linux-headers | grep 6.1
linux-headers-6.11.0-1003-gcp - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-headers-6.11.0-1004-aws - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-headers-6.11.0-1004-azure - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-headers-6.11.0-1004-lowlatency - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-headers-6.11.0-1006-oracle - Oracle Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-headers-6.11.0-8 - Header files related to Linux kernel version 6.11.0
linux-headers-6.11.0-8-generic - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-source-6.11.0 - Linux kernel source for version 6.11.0 with Ubuntu patches
linux-headers-6.11.0-1001-realtime - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
linux-headers-6.11.0-1004-gcp - Linux kernel headers for version 6.11.0 on 64 bit x86 SMP
...
如何安装软件仓库中不存在的内核版本呢？
快速切换任意版本的 Linux 内核
第一步，我们需要先安装 mainline 的软件包。只需要添加它的软件源，然后用 apt 安装即可：
sudo add-apt-repository ppa:cappelikan/ppa -y
sudo apt update && sudo apt install mainline -y
安装好工具后，我们就可以指定想要安装的内核版本了。比如要安装 6.12.3 版本，可以直接运行：
sudo mainline install 6.12.3
需要说明的是，所有可用的内核版本都可以在 Ubuntu 的官方内核仓库查看：https://kernel.ubuntu.com/mainline/。有一些内核版本目录虽然创建完毕，但因为一些 BUG 和尚未完成的工作，还没有预构建的产物，如果你需要安装，就需要自行编译安装啦。
言归正传，执行命令后，工具会自动开始内核相关文件的下载。
mainline 1.4.11
Updating Kernels...
Downloading 6.12.3
▓▓▓▓▓▓▓▓░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░ 23% 3/13 MB - file 3/4
当内核软件包下载完毕后，会自动开始安装过程。
# sudo mainline install 6.12.3
mainline 1.4.11
Updating Kernels...
Downloading 6.12.3
Installing 6.12.3
Selecting previously unselected package linux-modules-6.12.3-061203-generic.
(Reading database ... 210708 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack .../linux-modules-6.12.3-061203-generic_6.12.3-061203.202412060638_amd64.deb ...
Unpacking linux-modules-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
Selecting previously unselected package linux-headers-6.12.3-061203.
Preparing to unpack .../linux-headers-6.12.3-061203_6.12.3-061203.202412060638_all.deb ...
Unpacking linux-headers-6.12.3-061203 (6.12.3-061203.202412060638) ...
Selecting previously unselected package linux-headers-6.12.3-061203-generic.
Preparing to unpack .../linux-headers-6.12.3-061203-generic_6.12.3-061203.202412060638_amd64.deb ...
Unpacking linux-headers-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
Selecting previously unselected package linux-image-unsigned-6.12.3-061203-generic.
Preparing to unpack .../linux-image-unsigned-6.12.3-061203-generic_6.12.3-061203.202412060638_amd64.deb ...
Unpacking linux-image-unsigned-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
Setting up linux-modules-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
Setting up linux-headers-6.12.3-061203 (6.12.3-061203.202412060638) ...
Setting up linux-headers-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
Setting up linux-image-unsigned-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
I: /boot/initrd.img.old is now a symlink to initrd.img-6.11.0-14-generic
I: /boot/vmlinuz is now a symlink to vmlinuz-6.12.3-061203-generic
I: /boot/initrd.img is now a symlink to initrd.img-6.12.3-061203-generic
Processing triggers for linux-image-unsigned-6.12.3-061203-generic (6.12.3-061203.202412060638) ...
/etc/kernel/postinst.d/initramfs-tools:
update-initramfs: Generating /boot/initrd.img-6.12.3-061203-generic
/etc/kernel/postinst.d/kdump-tools:
kdump-tools: Generating /var/lib/kdump/initrd.img-6.12.3-061203-generic
/etc/kernel/postinst.d/zz-update-grub:
Sourcing file `/etc/default/grub'
Sourcing file `/etc/default/grub.d/kdump-tools.cfg'
Generating grub configuration file ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-6.12.3-061203-generic
Found initrd image: /boot/initrd.img-6.12.3-061203-generic
Found linux image: /boot/vmlinuz-6.11.0-14-generic
Found initrd image: /boot/initrd.img-6.11.0-14-generic
Found memtest86+ 64bit EFI image: /boot/memtest86+x64.efi
Warning: os-prober will not be executed to detect other bootable partitions.
Systems on them will not be added to the GRUB boot configuration.
Check GRUB_DISABLE_OS_PROBER documentation entry.
Adding boot menu entry for UEFI Firmware Settings ...
done
mainline: done
等待安装完成后，只需要重启系统即可：
sudo reboot
重启后，系统就会自动切换到新安装的内核版本。我们可以用以下两种方式确认调整是否生效。
查看登录欢迎信息，会显示当前的内核版本：
Welcome to Ubuntu 24.04.1 LTS (GNU/Linux 6.12.3-061203-generic x86_64)
Welcome to Ubuntu 24.10 (GNU/Linux 6.12.3-061203-generic x86_64)
使用 uname -r 命令直接查看内核版本号：
# uname -r
6.12.3-061203-generic
值得一提的是，在 Ubuntu 24.04 中安装新版内核后，系统可能会更好地识别一些硬件设备，比如原本系统中不能够被直接识别的显卡设备。
容器中的内核版本
而 Docker 容器中的内核版本，其实会复用宿主机的内核，当我们完成宿主机的内核版本升级之后，容器内的内核版本也就升级好啦。
你可以通过下面的命令来进行验证：
docker run --rm -it ubuntu:24.04 bash -c "uname -r"
6.12.3-061203-generic
清理陈旧内核版本
因为我们安装的都是 Ubuntu 验证过的预构建内核，所以通常不会出现兼容性问题。当设备重启新的内核生效后，我们可以做一些系统维护工作，清理掉系统中不需要的旧内核版本。
根据 Ubuntu 版本不同，我们有不同的处理方式。
Ubuntu 24.10 版本的处理方法
对于 Ubuntu 24.10，操作相对简单，只需要执行一条自动清理命令：
sudo apt autoremove -y
系统会自动识别并移除不需要的旧版本内核文件，通常能释放几百 MB 的存储空间。
# sudo apt autoremove -y
REMOVING:
linux-headers-6.11.0-8 linux-headers-6.11.0-8-generic linux-modules-6.11.0-8-generic linux-modules-extra-6.11.0-8-generic linux-tools-6.11.0-8 linux-tools-6.11.0-8-generic
Summary:
Upgrading: 0, Installing: 0, Removing: 6, Not Upgrading: 1
Freed space: 302 MB
(Reading database ... 249471 files and directories currently installed.)
Removing linux-headers-6.11.0-8-generic (6.11.0-8.8) ...
Removing linux-headers-6.11.0-8 (6.11.0-8.8) ...
Removing linux-modules-extra-6.11.0-8-generic (6.11.0-8.8) ...
Removing linux-modules-6.11.0-8-generic (6.11.0-8.8) ...
Removing linux-tools-6.11.0-8-generic (6.11.0-8.8) ...
Removing linux-tools-6.11.0-8 (6.11.0-8.8) ...
Ubuntu 24.04 版本的处理方法
对于 Ubuntu 24.04，我们需要采取更精细的方式来管理内核版本。首先，我们需要列出系统中所有的旧版本内核（使用文章《Docker 稳定性保障：Ubuntu 环境版本锁定方案》的技巧）：
# dpkg -l | grep -E "linux-(headers|image|modules-extra)+" | grep -v 6.12.3 | awk '{print $2}'
linux-headers-6.8.0-52
linux-headers-6.8.0-52-generic
linux-headers-generic-hwe-24.04
linux-image-6.8.0-52-generic
linux-image-generic-hwe-24.04
linux-modules-extra-6.8.0-52-generic
接着，使用 xargs 命令批量清理这些旧内核：
dpkg -l | grep -E "linux-(headers|image|modules-extra)+" | grep -v 6.12.3 | awk '{print $2}' | xargs -I {} sudo apt remove -y {}
锁定当前内核版本
为了确保系统稳定性，特别是考虑到比如 Intel 驱动和相关软件的兼容性，我们可以锁定当前的内核版本：
sudo apt-mark hold $(dpkg -l | grep -E "linux-(headers|image|unsigned|modules|modules-extra)" | grep 6.12.3 | awk '{print $2}')
最后
好了，这篇文章就先写到这里吧。
–EOF