第十章 Linux內(nèi)核的配置、編譯和移植

第十章

Linux內(nèi)核的配置、編譯和移植建立交叉編譯環(huán)境啟動(dòng)代碼Bootloader的實(shí)現(xiàn)/移植kernel的配置/移植/編譯根文件系統(tǒng)Cramfs的實(shí)現(xiàn)嵌入式開(kāi)發(fā)流程主要內(nèi)容移植的概念Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)kernel的移植10.1移植的概念10.1移植的概念在同一個(gè)硬件平臺(tái)上可以嵌入不同的嵌入式操作系統(tǒng)，就好比PC既開(kāi)放安裝Windows又可以安裝Linux一樣。同樣，有些操作系統(tǒng)經(jīng)過(guò)移植后可以運(yùn)行在不同的硬件平臺(tái)上。如果一個(gè)系統(tǒng)可以在不同硬件平臺(tái)上運(yùn)行，那么這個(gè)系統(tǒng)就是可移植的。使某一個(gè)平臺(tái)的代碼運(yùn)行在其它平臺(tái)上的過(guò)程叫做移植。Linux操作系統(tǒng)就可以通過(guò)移植，運(yùn)行在ARM、PowerPC等多種硬件平臺(tái)上?？紤]到嵌入式系統(tǒng)是“硬件可裁減”的，以及不同的用戶(hù)需求，我們需要對(duì)已有的內(nèi)核代碼進(jìn)行裁減移植。10.2Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)10.2Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)一般在Linux系統(tǒng)中的/usr/src/Linux-*.*.*(*.*.*代表內(nèi)核版本)目錄下就是內(nèi)核源代碼。Linux內(nèi)核非常龐大，包括驅(qū)動(dòng)程序在內(nèi)有數(shù)百兆之多。10.2Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)/arch目錄：包含了體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分的內(nèi)核代碼，其中的每一個(gè)目錄都代表一種硬件平臺(tái)，比如我所使用的ARM平臺(tái)和PC機(jī)使用的i386。對(duì)于任何一種平臺(tái)，都包括以下5個(gè)目錄：boot、kernel、lib、mm和math－xxx。顯然，移植工作的重點(diǎn)就是arch目錄下的文件。/drivers目錄：包含了內(nèi)核中所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。它占整個(gè)內(nèi)核發(fā)行版本代碼的一半以上，非常龐大。其中，有些驅(qū)動(dòng)程序是與硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)的而有些是相關(guān)的。10.2Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)/fs目錄：包含了Linux所支持的所有文件系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，文件系統(tǒng)與硬件無(wú)關(guān)。/include目錄：包含了建立內(nèi)核代碼時(shí)所需的大部分頭文件，比如，與平臺(tái)無(wú)關(guān)的頭文件在include/linux子目錄下。此外，也包括了不同平臺(tái)需要的庫(kù)文件，比如，asm-arm是ARM平臺(tái)需要的庫(kù)文件。/init目錄：包含了內(nèi)核的初始化代碼（不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼），有main.c和version.c兩個(gè)文件。內(nèi)核從此工作。10.2Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)/ipc目錄：包含了核心進(jìn)程間的通信代碼。/kernel目錄：包含了內(nèi)核管理的核心代碼。/lib目錄：包含了所有的庫(kù)代碼。/mm目錄：包含了所有的內(nèi)存管理代碼。/net目錄：包含了和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的代碼，其每一個(gè)子目錄對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)方面。其它目錄：Documentation目錄包含了許多非常詳細(xì)的文檔。Scripts目錄主要在配置內(nèi)核時(shí)用到，存放了配置內(nèi)核的一些腳本文件，如“makemenuconfig”命令。10.3kernel的配置、編譯和移植10.3kernel的配置、編譯和移植(1)、需以root權(quán)限來(lái)對(duì)Linux內(nèi)核進(jìn)行移植。假設(shè)內(nèi)核代碼存放在/usr/src/linux-2.4.21下。cd/usr/srcln-slinux－2.4.21－crus－1-4-3linux－2.4.21（創(chuàng)建了一個(gè)指向linux－2.4.21－crus－1-4-3的鏈接linux－2.4.21）10.3kernel的配置、編譯和移植(2)、修改相關(guān)目錄下的Makefile文件。由于Linux內(nèi)核源代碼是按照樹(shù)形結(jié)構(gòu)組織的，所以Makefile也被分布在目錄樹(shù)中。Linux內(nèi)核中的Makefile以及與Makefile直接相關(guān)的文件有：a、頂層即根目錄Makefile：是整個(gè)內(nèi)核配置、編譯的總體控制文件。在移植過(guò)程中，需修改此文件中的兩方面內(nèi)容：體系結(jié)構(gòu)“ARCH”和交叉編譯器“CROSS_COMPILE”。10.3kernel的配置、編譯和移植(2)、修改相關(guān)目錄下的Makefile文件。b、.config：內(nèi)核配置文件，用戶(hù)通過(guò)編譯命令makemenuconfig

配置后，產(chǎn)生了.config。頂層Makefile

讀入.config

中的配置選擇。c、arch/arm/*/Makefile：位于arm體系目錄下的Makefile，如arch/arm/Makefile，是針對(duì)特定平臺(tái)的Makefile。d、各個(gè)子目錄下的Makefile：比如drivers/Makefile，負(fù)責(zé)所在子目錄下源代碼的管理。e、Rules.make：規(guī)則文件，它定義了所有Makefile

共用的編譯規(guī)則。10.3kernel的配置、編譯和移植(3)、配置Linux內(nèi)核。命令為“makemenuconfig”10.3kernel的配置、編譯和移植(3)、配置Linux內(nèi)核。在編譯內(nèi)核的過(guò)程中，最繁雜的事情就是這步配置工作了。選擇的原則:將與內(nèi)核其它部分關(guān)系較遠(yuǎn)且不經(jīng)常使用的部分功能代碼編譯成為可加載模塊，有利于減小內(nèi)核的長(zhǎng)度，減小內(nèi)核消耗的內(nèi)存，簡(jiǎn)化該功能相應(yīng)的環(huán)境改變時(shí)對(duì)內(nèi)核的影響；不需要的功能就不選；與內(nèi)核關(guān)系緊密且經(jīng)常使用的部分功能代碼直接編譯到內(nèi)核中。例如，在ProcessType中就必須選上“SupportAM920TProcessor”。10.3kernel的配置、編譯和移植(4)、編譯Linux內(nèi)核。a、makedep命令：讀取配置過(guò)程生成的配置文件，來(lái)創(chuàng)建對(duì)應(yīng)于配置的依賴(lài)關(guān)系樹(shù)，從而決定哪些需要編譯而那些不需要。b、makeclean命令：完成刪除前面步驟留下的文件，以避免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤。c、makezImage或makebzImage命令：實(shí)現(xiàn)完全編譯內(nèi)核。d、makemodules命令和makemodules_install命令：分別生成相應(yīng)的模塊和把模塊拷貝到需要的目錄中。e、depmod–a命令：嚴(yán)格地說(shuō)，此命令和編譯過(guò)程并沒(méi)有關(guān)系，它是生成模塊間的依賴(lài)關(guān)系，這樣在啟動(dòng)新內(nèi)核之后，使用modprobe命令加載模塊時(shí)就能正確地定位模塊。10.3kernel的配置、編譯和移植(4)、編譯Linux內(nèi)核。10.3kernel的配置、編譯和移植（5）、結(jié)果生成了4個(gè)文件：沒(méi)有壓縮的內(nèi)核鏡像(zImage或bzImage)；壓縮的內(nèi)核鏡像(vmlinux；內(nèi)核符號(hào)映射文件(System.map)；配置文件(config）其中，zImage或bzIma