专题3-嵌入式Linux内核制作

一.内核简介：

1.系统架构

（1）Linux是由用户空间和内核空间构成的

 

（2）用户空间主要是用户应用程序以及一些C库文件，配置文件。一般是看得见的。

 

（3）内核空间主要是系统调用接口，狭义上的内核，处理器架构相关的代码。

 

（4）划分两个空间的理由：处理器有不同的工作模式，不同的模式权限不一样，可以运行的指令不一样。两个空间对应不同的工作模式（操作级别），程序执行的两种不同的状态。可以起到系统保护作用。比如用户空间级别较低，内核空间级别高。

 

（5）通过系统调用和硬件中断可以在两种空间相互切换。

 

 

2.内核架构（狭义上内核，纯代码）

（1）系统调用接口

（2）进程管理（创建进程---fork，exec，停止进程--kill，exit，控制通信---signal，POSIX机制，共享CPU--进程调度）

（3）内存管理（内存分配，回收，控制多个进程安全的共享内存区域）

（4）体系结构相关代码（为的是提高至移植性）

（5）设备驱动程序

（6）网络协议栈（只是协议，与硬件无关）

（7）虚拟文件系统（隐藏各种文件系统的具体操作细节，提供统一的文件操作接口）

 

3.源代码目录简介(源代码下载官网：www.kernel.org)

（1）ARCH(architecture)：存放体系结构相关的代码。下设子目录，分别对应具体的CPU，没格子目录还有boot，mm，以及kernel三个子目录，分别对应系统引导以及存储管理，和系统调用

 

（2）documentation：内核文档，包含帮助信息，修改信息等

 

（3）drivers：设备驱动目录

 

（4）include：内核所需要的头文件目录。与平台无关的头文件在/include/linux子目录下。平台相关的则放在include相应的子目录中。

 

（5）fs：存放各种文件系统的实现代码。每个子目录对应一种文件系统。公用的源代码则用于实现VFS。

 

（6）net：网络协议的实现目录。

 

（7）管理源代码：SourceInsight软件。

 

 

二.内核配置

1.配置原因：根据嵌入式系统软硬件可裁剪的特性，即根据你项目软硬件的实际需求，对内核的相关模块进行裁剪。

 

2.配置命令：

（1）make  config-----》交互式

（2）make   menuconfig----》菜单式

（3）运行配置和编译命令都是在顶层目录进行的。

 

3.一般要用到的大项

（1）处理器类型（Process type）

                              --process family

                                   --具体CPU

（2）Networking Suport

 

（3）Devices  Drivers

 

（4）File  Systems

 

4.利用已存在的配置文件（一般在已存在的Linux系统的/boot目录下），来提高配置效率，一般在arch/$cpu/configs子目录（或者使用默认的配置文件）。

 

5.<>---对应三种取值方式

（1）*-------编译进uImage（内核映像文件运行在内存里面，一开机就调进内存）

（2）空格----舍弃不用该功能

（3）M-------编译成模块（.ko）存放在硬盘，等到系统需要的时候再调用，节省内存。

 

6.[]-----只有两个取值，*和空格。

 

7.配置结果保存在.config文件，默认情况是隐藏的。

（1）后面的Y对应选择时候的*

（2）M对应选择时候的M

（3）可在menuconfig中选中某一项然后通过help选项可以查看该项在.config文件中的对应项。且是双向对应的，即可以修改.config文件来改变menuconfig的菜单界面的选择。

 

8.解压tar.xz文件

有两种解压方法:

1 2 3 4

xz -d **.tar.xz tar -xv -f **.tar ####################################################################### tar -Jxv -f **.tar.xz(大写的J）

 

 

9.配置当前系统准备升级的内核

 

（1）备份原来的.config文件

mv  ./.config  ./.config——bak

 

（2）复制当前系统配置文件

cp /boot/config-2.6.32-279.el6.i686  ./.config

 

 

三.内核编译

 

1.编译命令

（1）make  zImage -----只能用于小于512K的内核

（2）make  bzImage  ---通用性较强

（3）如果想要在编译过程中显示详细信息，则需要在后面加上 V=1选项。

（4）编译好的内核映像文件在/arch/$cpu/boot目录下

 

四.模块编译

1.编译模块：make  modules

2.将编译好的内核模块从内核源代码目录复制到当前系统的/lib/modules下的**，为打包做准备。

make  modules_install

之后便会自动新建一个目录，就是我们要的$version以及**。

 

 

 

五.制作ramdisk

运行命令：#mkinitrd   initrd-$version  $version

而$version可以通过查看/lib/modules目录下的文件得到。

 

六.安装新内核：

1.复制编译出来的内核映像到启动目录

cp arch/$cpu/boot/bzImage   /boot/vmlinuz-$version

 

2.复制内核模块压缩包到启动目录

cp  initrd-$version  /boot/

(这里不需要在initrd-$version前面加上路径，系统会自动搜索，但是不要在内核源代码目录执行，最好在home执行，则会在当前路径产生一个ramdisk文件。)

 

3.修改/etc/grub.conf文件，从titile一直复制到最后，然后修改版本相关信息以及内核模块打包的文件名。为的是在启动的时候可以选择用什么版本的内核启动。

 

4.下次启动的时候要快速按下回车键，进入启动选择菜单，然后选择新安装的版本启动。进入系统以后用#uname  -r查看当前使用的内核版本。

 

七。清理内核

1.只清理中间的.o文件，用make  clean即可

 

2.要把所有中间文件.（o文件生成的bzImage和.ko文件）和配置文件都清除，就要用make  distclean

 

3.建议在拿到一套新代码的时候都做一下make  distclean再进行配置和编译。

 

 

八.嵌入式内核制作

1.清除原有配置和中间文件

make  distclean

 

2.配置内核

make  menuconfig（参考已有的配置文件）ARCH=arm（因为默认是X86平台）

 

3.编译内核

make  uImage  ARCH=arm  CROSS_COMPILE=arm-linux-

 

4.如果提示说缺少工具，就把之前编译uboot/tools的mkimage复制到当前操作系统的/bin目录。用来加文件头。