基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：linux內(nèi)核的編譯與內(nèi)核模塊

1、實(shí)驗(yàn)二 linux內(nèi)核的編譯與內(nèi)核模塊基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：linux內(nèi)核的編譯與內(nèi)核模塊實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義配置編譯linux內(nèi)核，配置編譯hello world內(nèi)核模塊 實(shí)驗(yàn)環(huán)境Ubuntu 10.04+PC平臺(tái)；目標(biāo)機(jī)：友善之臂MINI2440實(shí)驗(yàn)內(nèi)容配置編譯linux內(nèi)核，在開發(fā)板上運(yùn)行該內(nèi)核，基于內(nèi)核樹編譯hello world內(nèi)核模塊，并動(dòng)態(tài)加載該模塊。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟目標(biāo)板一般已經(jīng)燒寫缺省的linux系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)需要編譯定制的linux內(nèi)核，并在構(gòu)建好的內(nèi)核樹基礎(chǔ)上編譯簡(jiǎn)單的內(nèi)核模塊編譯內(nèi)核注意：編譯內(nèi)核需要設(shè)置交叉編譯環(huán)境為 4.4.3 版本的編譯器解壓內(nèi)核源代碼Linux 內(nèi)核的源代碼包位于光盤

2、的 linux 目錄，您在該目錄下還會(huì)看到類似 linux-2.6.32.2-mini2440_20110413.tar.gz 的文件。把內(nèi)核源代碼包復(fù)制到某一個(gè)目錄，進(jìn)入該目錄，運(yùn)行以下命令：(將該文件放置在D：share文件夾下）rootlocalhost root# cd /mnt/hgfs/share/ rootlocalhost share# tar xvzf linux-2.6.32.2-mini2440-20110413.tar.gz -C /opt/FriendlyARM/mini2440/ 按照缺省配置文件編譯內(nèi)核進(jìn)入內(nèi)核源代碼目錄，然后執(zhí)行“make menuconfig”

3、 ，rootlocalhost share# cd /opt/FriendlyARM/mini2440/ linux-2.6.32.2/rootlocalhost kernel-2.6.13# make menuconfig出現(xiàn)配置內(nèi)核界面，選擇進(jìn)入“Load an Alternate Configuration File”配置欄：輸入配置文件名如 config_mini2440_x35 并回車，再選擇進(jìn)入Save an Alternate Configuration File,保存文件名為.config,在主菜單里選擇退出并保存設(shè)置。輸入以下命令，開始編譯內(nèi)核： #make zImage編譯

4、結(jié)束后，會(huì)在 arch/arm/boot 目錄下生成 linux 內(nèi)核映象文件：zImage注意：剩下的實(shí)驗(yàn)過程需要編譯定制的內(nèi)核才能進(jìn)行編譯定制內(nèi)核在選定缺省配置文件編譯內(nèi)核的基礎(chǔ)上，可以對(duì)默認(rèn)的配置進(jìn)行修改。對(duì)每一個(gè)配置選項(xiàng)，用戶有三種選擇，它們分別代表的含義如下：或*將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核不將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核M將該功能編譯成可以在需要時(shí)動(dòng)態(tài)插入到內(nèi)核中的代碼例如：取消新內(nèi)核中的對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)支持執(zhí)行“make menuconfig” ，在Device Drivers菜單中，選擇進(jìn)入 Character devices - - -，找到并選中 LEDs 驅(qū)動(dòng)，支持，如圖取消掉選項(xiàng)前的*號(hào)即可。

5、這里我們選擇M:將LED驅(qū)動(dòng)編譯成可以在需要時(shí)動(dòng)態(tài)插入到內(nèi)核中的代碼例如置Mini2440 LEDs Driver選項(xiàng)前為M此時(shí)在內(nèi)核根目錄 kernel-2.6.32.2下輸入 make modules 命令將在drivers/char/ 目錄下生成可動(dòng)態(tài)加載的內(nèi)核模塊mini2440_leds.ko此時(shí)在內(nèi)核根目錄 kernel-2.6.32.2下輸入 make zImage,生成新的zImage加載新內(nèi)核把要下載的zImage拷貝到共享文件夾share下：將在drivers/char/ 目錄下生成可動(dòng)態(tài)加載的內(nèi)核模塊mini2440_leds.ko也拷貝到共享文件夾share下：注意將上

6、圖的qq2440_leds.ko改為mini2440_leds.ko（或找到linux中找到該文件，將其復(fù)制粘貼到windows環(huán)境中）(1)連接好串口，打開超級(jí)終端，上電啟動(dòng)開發(fā)板，進(jìn)入BIOS 功能菜單：(2)接上 USB 電纜,在windows平臺(tái)工具dnw下打開dnw.exe程序。(3)將開發(fā)板上的S2 接到Nor Flash 標(biāo)識(shí)一側(cè)，啟動(dòng)開發(fā)板(4)在BIOS 主菜單中選擇功能號(hào)k，開始下載 linux 內(nèi)核zImage(5) 點(diǎn)擊“USB Port-Transmit”選項(xiàng)，并選擇打開相應(yīng)的編譯好的內(nèi)核文件 zImage(6)下載完畢，BIOS 會(huì)自動(dòng)燒寫內(nèi)核到Nand Flash

7、 分區(qū)中，并返回到主菜單,選擇功能號(hào)b,引導(dǎo)系統(tǒng)，或者將S2 接到Nand Flash一側(cè)，啟動(dòng)開發(fā)板本開發(fā)板的啟動(dòng)模式選擇，是通過撥動(dòng)開關(guān) S2 來(lái)決定的：根據(jù)目標(biāo)板提示：S2 接到Nor Flash 標(biāo)識(shí)一側(cè)時(shí)，系統(tǒng)將從Nor Flash 啟動(dòng)；新內(nèi)核取消掉LED驅(qū)動(dòng)支持后，開發(fā)板上的LED指示燈將不再閃爍。啟動(dòng)時(shí)的命令行提示#open device leds: No such file or directory這是因?yàn)閼?yīng)用程序不知道該設(shè)備已經(jīng)不再支持，在超級(jí)終端中輸入：vi /etc/init.d/rcS將文件/etc/init.d/rcS中的“/etc/rc.d/init.d/leds

8、 start”前加“#”注釋掉（請(qǐng)備份，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)該文件）接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)需要將文件/etc/init.d/rcS中的“/etc/rc.d/init.d/leds start”注釋掉構(gòu)造并運(yùn)行簡(jiǎn)單的內(nèi)核模塊本節(jié)演示了如何將qq2440_leds模塊編譯并裝載到內(nèi)核中。mini2440_leds.c文件#define DEVICE_NAME ledsstatic unsigned long led_table = S3C2410_GPB(5),S3C2410_GPB(6),S3C2410_GPB(7),S3C2410_GPB(8),;static unsigned int led_cfg_tab

9、le = S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,; module_init(dev_init);module_exit(dev_exit);MODULE_LICENSE(GPL);MODULE_AUTHOR(FriendlyARM Inc.);下面我們來(lái)演示如何加載led燈模塊。為了將文件/kernel-2.6.32.2/drivers/char下的.o文件轉(zhuǎn)化成.ko可執(zhí)行模塊，須在終端/opt/FriendlyARM/mini2440/kernel-2.6.32.2下，

10、輸入下述命令：顯示下圖結(jié)果：再將生成的qq2440_leds.ko模塊拷貝到共享文件夾下：rootlocalhost kernel-2.6.13# cp drivers/char/ mini2440_leds.ko /mnt/hgfs/share/然后在超級(jí)終端輸入rz命令，發(fā)送share文件夾下的mini2440_leds.ko模塊到開發(fā)板。超級(jí)終端輸入:Insmod mini2440_leds.ko之后，就可以控制小燈了 接下來(lái)我們對(duì)開發(fā)板led燈進(jìn)行測(cè)試：（指令led X Y可以控制小燈的明滅，X表示小燈的次序；Y取值為0時(shí)，小燈熄滅，取1時(shí)，小燈亮起）首先在超級(jí)終端界面輸入命令led

11、0 0, led 1 0, led 2 0, led 3 0, 使小燈按由內(nèi)而外的順序依次熄滅。再輸入led 3 1,led 2 1,led 1 1,led 0 1,使小燈按由外而內(nèi)的順序依次亮起。最后使第一,三個(gè)小燈亮起，舉手等待老師檢查。選作實(shí)驗(yàn)：編寫內(nèi)核模塊的makefile并實(shí)現(xiàn)內(nèi)核對(duì)驅(qū)動(dòng)的支持實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義配置編譯linux內(nèi)核，配置編譯hello world內(nèi)核模塊 實(shí)驗(yàn)環(huán)境Ubuntu 10.04.4+PC平臺(tái)；目標(biāo)機(jī)：友善之臂MINI2440實(shí)驗(yàn)內(nèi)容配置編譯linux內(nèi)核，在開發(fā)板上運(yùn)行該內(nèi)核，基于內(nèi)核樹編譯hello world內(nèi)核模塊，并動(dòng)態(tài)加載該模塊。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟目標(biāo)板

12、一般已經(jīng)燒寫缺省的linux系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)需要編譯定制的linux內(nèi)核，并在構(gòu)建好的內(nèi)核樹基礎(chǔ)上編譯簡(jiǎn)單的內(nèi)核模塊編譯內(nèi)核注意：編譯內(nèi)核需要設(shè)置交叉編譯環(huán)境為 4.4.3 版本的編譯器解壓內(nèi)核源代碼Linux 內(nèi)核的源代碼包位于光盤的 linux 目錄，您在該目錄下還會(huì)看到類似 linux-2.6.32.2-mini2440_20110413.tar.gz 的文件。 把內(nèi)核源代碼包復(fù)制到某一個(gè)目錄，進(jìn)入該目錄，運(yùn)行以下命令：t #tar xvzf linux-2.6.32.2-mini2440-20110413.tar.gz C /opt/FriendlyARM/mini2440按照缺省配置文件

13、編譯內(nèi)核進(jìn)入內(nèi)核源代碼目錄，然后執(zhí)行“make menuconfig” ，出現(xiàn)配置內(nèi)核界面，選擇“Load an Alternate Configuration File”配置欄：在主菜單里選擇退出并保存設(shè)置。輸入以下命令，開始編譯內(nèi)核： #make zImage編譯結(jié)束后，會(huì)在 arch/arm/boot 目錄下生成 linux 內(nèi)核映象文件：zImage注意：剩下的實(shí)驗(yàn)過程需要編譯定制的內(nèi)核才能進(jìn)行編譯定制內(nèi)核在選定缺省配置文件編譯內(nèi)核的基礎(chǔ)上，可以對(duì)默認(rèn)的配置進(jìn)行修改。對(duì)每一個(gè)配置選項(xiàng)，用戶有三種選擇，它們分別代表的含義如下：或*將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核不將該功能編譯進(jìn)內(nèi)核M將該功能編譯成可以

14、在需要時(shí)動(dòng)態(tài)插入到內(nèi)核中的代碼例如：取消新內(nèi)核中的對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)支持在Device Drivers菜單中，選擇進(jìn)入 Character devices - - -，找到并選中 LEDs 驅(qū)動(dòng)，支持，如圖取消掉選項(xiàng)前的*號(hào)即可。這里我們選擇M:將LED驅(qū)動(dòng)編譯成可以在需要時(shí)動(dòng)態(tài)插入到內(nèi)核中的代碼例如置MINI2440 LEDs Driver選項(xiàng)前為M此時(shí)在內(nèi)核根目錄 kernel-2.6.32.2下輸入 make modules 命令將在drivers/char/ 目錄下生成可動(dòng)態(tài)加載的內(nèi)核模塊mini2440_ mini2440_leds.ko加載新內(nèi)核(1)連接好串口，打開超級(jí)終端，上電啟動(dòng)

15、開發(fā)板，進(jìn)入BIOS 功能菜單：(2)接上 USB 電纜,在windows平臺(tái)工具dnw下打開dnw.exe程序。(3)將開發(fā)板上的S2 接到Nor Flash 標(biāo)識(shí)一側(cè)，啟動(dòng)開發(fā)板(4)在BIOS 主菜單中選擇功能號(hào)k，開始下載 linux 內(nèi)核zImage(5) 點(diǎn)擊“USB Port-Transmit”選項(xiàng)，并選擇打開相應(yīng)的編譯好的內(nèi)核文件 zImage(6)下載完畢，BIOS 會(huì)自動(dòng)燒寫內(nèi)核到Nand Flash 分區(qū)中，并返回到主菜單,選擇功能號(hào)b,引導(dǎo)系統(tǒng)，或者將S2 接到Nand Flash一側(cè)，啟動(dòng)開發(fā)板本開發(fā)板的啟動(dòng)模式選擇，是通過撥動(dòng)開關(guān) S2 來(lái)決定的：根據(jù)目標(biāo)板提示：S

16、2 接到Nor Flash 標(biāo)識(shí)一側(cè)時(shí)，系統(tǒng)將從Nor Flash 啟動(dòng)；新內(nèi)核取消掉LED驅(qū)動(dòng)支持后，開發(fā)板上的LED指示燈將不再閃爍。啟動(dòng)時(shí)的命令行提示#open device leds: No such file or directory這是因?yàn)閼?yīng)用程序不知道該設(shè)備已經(jīng)不再支持，在超級(jí)終端中輸入：vi /etc/init.d/rcS將文件/etc/init.d/rcS中的“/etc/rc.d/init.d/leds start”前加“#”注釋掉（請(qǐng)備份，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)該文件）接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)需要將文件/etc/init.d/rcS中的“/etc/rc.d/init.d/leds start”

17、注釋掉構(gòu)造并運(yùn)行簡(jiǎn)單的內(nèi)核模塊本節(jié)演示了如何將mini2440_leds模塊編譯并裝載到內(nèi)核中。mini2440_leds.c文件#define DEVICE_NAME ledsstatic unsigned long led_table = S3C2410_GPB(5),S3C2410_GPB(6),S3C2410_GPB(7),S3C2410_GPB(8),;static unsigned int led_cfg_table = S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,;

18、 module_init(dev_init);module_exit(dev_exit);MODULE_LICENSE(GPL);MODULE_AUTHOR(FriendlyARM Inc.);下面我們來(lái)演示如何加載led燈模塊。為了將文件/kernel-2.6.32.2/drivers/char下的.o文件轉(zhuǎn)化成.ko可執(zhí)行模塊，須在終端/opt/FriendlyARM/mini2440/kernel-2.6.32.2下，輸入下述命令：make modules顯示下圖結(jié)果： 再將生成的mini2440_leds.ko模塊拷貝到共享文件夾下：cp /kernel-2.6.32.2/mini24

19、40_leds.ko C /mnt/hgfs/share然后在超級(jí)終端輸入rz命令，發(fā)送mini2440_leds.ko模塊到開發(fā)板。 接下來(lái)我們對(duì)開發(fā)板led燈進(jìn)行測(cè)試：（指令led X Y可以控制小燈的明滅，X表示小燈的次序；Y取值為0時(shí)，小燈熄滅，取1時(shí)，小燈亮起）首先在超級(jí)終端界面輸入命令led 0 0, led 1 0, led 2 0, led 3 0, 使小燈按由內(nèi)而外的順序依次熄滅。再輸入led 3 1,led 2 1,led 1 1,led 0 1,使小燈按由外而內(nèi)的順序依次亮起。最后使第一,三個(gè)小燈亮起，舉手等待老師檢查。選作實(shí)驗(yàn)：編寫內(nèi)核模塊的makefile并實(shí)現(xiàn)內(nèi)核對(duì)

20、驅(qū)動(dòng)的支持實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義學(xué)習(xí)針對(duì)內(nèi)核模塊的makefile的編寫實(shí)驗(yàn)環(huán)境Ubuntu 10.04.4+PC平臺(tái)；目標(biāo)機(jī)：友善之臂MINI2440實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫新加驅(qū)動(dòng)程序的makefile文件，并編寫Kconfig文件。把Led Module 加入內(nèi)核代碼樹，并編譯。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟編譯并測(cè)試LED驅(qū)動(dòng)程序編譯LED驅(qū)動(dòng)一個(gè)大型的驅(qū)動(dòng)程序的源文件和頭文件往往放在內(nèi)核樹驅(qū)動(dòng)目錄中的一個(gè)子目錄中，本實(shí)驗(yàn)嘗試將LED驅(qū)動(dòng)程序的源文件放入一個(gè)目錄中進(jìn)行編譯。打開/kernel-2.6.32.2/drivers/char目錄下的Kconfig文件編輯配置文件Kconfig，加入驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)使之在 make me

21、nuconfig的時(shí)候出現(xiàn)Mini2440內(nèi)核中該目錄下的Kconfig文件中已經(jīng)添加了LED驅(qū)動(dòng)的配置選項(xiàng)，這里不再直接選中該選項(xiàng)進(jìn)行配置，而是將LED驅(qū)動(dòng)的選項(xiàng)放入一個(gè)目錄下，所以將這里的配置注釋掉，并在下方添加語(yǔ)句source drivers/char/test/Kconfig：在kernel-2.6.32.2/drivers/char/目錄下建立test目錄，并在其中建立Kconfig文件，編輯“Kconfig文件并在其中添加以下命令（可以把剛才注釋的語(yǔ)句復(fù)制過來(lái)）：當(dāng)配置好后運(yùn)行make menuconfig，進(jìn)入字符驅(qū)動(dòng)配置目錄，會(huì)發(fā)現(xiàn)配置好的目錄：輸入回車進(jìn)入目錄，可見到配置好的

22、目錄選項(xiàng)到這里，雖然可以在配置內(nèi)核的時(shí)候進(jìn)行選擇，但實(shí)際上此時(shí)執(zhí)行編譯內(nèi)核還是不能把mini2440_leds.c編譯進(jìn)去的，還需要在 Makefile中把內(nèi)核配置選項(xiàng)和真正的源代碼聯(lián)系起來(lái)。將kernel-2.6.32.2/drivers/char/mini2440_leds.c復(fù)制入test目錄中。打開kernel-2.6.32.2/drivers/char/Makefile文件，在語(yǔ)句obj-$(CONFIG_MINI2440_LEDS) += mini2440_leds.o前加#注釋掉該語(yǔ)句。在該文件中添加obj-$(CONFIG_MINI2440_ADC) += test/語(yǔ)句。在test目錄下創(chuàng)建空文檔Makefile，編輯Makefile，在Makefile中添加語(yǔ)句obj-$(CONFIG_MY_LEDS) += mini2440_leds.o，保存退出。按照第1節(jié)中編譯定制的內(nèi)核的步驟將LED驅(qū)動(dòng)程序編譯為可動(dòng)態(tài)加載的模塊。運(yùn)行make modules后在/drivers/char/test中可找到編譯好的驅(qū)動(dòng)模塊mini2440_leds.ko測(cè)試LED驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)中的特定模塊，作為中間層負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)硬件和用戶程序之間的交互。所以有了LED的