linux内核嵌入式,专题3-嵌入式linux内核制作-白红宇

linux内核嵌入式,专题3-嵌入式linux内核制作

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发布时间：2019-06-19

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一、linux体系结构

linux由内核空间与用户空间两部分组成，用户空间主要是应用程序和C库，内核空间包含了像系统调用接口，体系结构相关的代码。

现在的CPU实现了不同的工作模式，以ARM为例，实现了其中工作模式：

用户模式(usr)、快速中断(fiq)、外部中断(irq)、管理模式(SVC)、数据访问终止(abt)、系统模式(sys)、未定义指令异常(und)。

X86也实现了四个不同的级别：Ring0-Ring3 。 Ring0下，可以执行特权指令，可以访问IO设备等，在Ring3则有很多限制。Linux系统利用了CPU的这一特性，使用了其中的两级来分别运行linux内核与应用程序，这样使操作系统本身得到了充分保护。例如：如果使用X86，用户代码运行在Ring3，内核代码运行在Ring0.

内核空间与用户空间是程序执行的两种不同的状态，通过系统调用和硬件中断能够完成从用户空间到内核空间的转移。

linux 内核架构(这里用表模拟下)

System Call Interface

Porcess Management(PM)

Virtual Files System(VFS)

Memory Managemet(MM)

Network stack

ARCH

Device Drivers(DD)

二、linux内核源代码

2.1 源代码下载

www.kernel.org 官网进行下载即可

2.2 目录结构(树形结构)

arch目录：architecture的缩写。内核所支持的每种CPU体系，在该目录下都有对应的子目录。每个CPU的子目录，又进一步分解为boot，mm，kernel等目录，分别包含控制系统引导，内存管理，系统调用等。

document目录：内核的文档部分

include目录：内核所需要的头文件。与平台无关的头文件在 include/linux 子目录下，与平台相关的头文件在相应的子目录中。

fs目录：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的实现，公用的源程序用于实现虚拟文件系统VFS：

||--devpts　　/dev/pts 虚拟文件系统

||--ext2　　　第二扩展文件系统

||--fat　　　　MS的fat32文件系统

||--isofs　　　ISO9660光盘CD-ROM上的文件系统

net目录：网络协议的实现代码：

||--802　　　　　802无线通讯协议核心支持代码

||--appletalk　与苹果设备互联协议

||--ax25　　　　AX25无线Internet协议

||--bridge　　　桥接设备

||--ipv4　　　　IP协议簇V4版32位寻址模式

||--ipv6　　　　IP协议簇V6版128位寻址模式

三、linux内核配置与编译

配置内核：硬件需求，软件需求。

make config 这种方法是采用文本模式的配置

make menuconfig 这种是基于文本模式的菜单形配置

首选是采用菜单形配置(直观、简单、高效)

使用make menuconfig 配置内核

Process type and features

-----Process family

Networking support

-----Networking Options

Devices Drivers

-----Network device support

File system

这里说明下“[ ]”这种只有两种选择方式，有或者没有。而“ < > ”这种有三种选择方式。

内核模块，编译成.ko 动态调用。 “[]”直接便一道zImage内核映像中。

源代码的根目录中.config文件保存了内核配置结果，在源代码目录中使用 # ls -a 进行查看。

配置捷径：①：使用已有的配置项来改。 ②：不清楚的为默认值。

操作步骤如下：使用内核配置文件简化配置，当前linux系统的配置文件在 /boot/config-xxxx，如果是使用红帽6， 2.6.39内核可以直接使用其进行配置，将该 /boot/config-xxxx 文件复制到内核源代码。并输入以下命令

make menuconfig -> load an Alternate configuration File

填写刚刚复制的文件名字进入，保存后利用已经有的配置文件进行修改。

配置内核实际上工作很多,但是如果有厂商之前给你做好了相关配置文件,比如我这里购买的smart210,友善之臂提供了相关的配置文件名字叫 mini210_linux_defconfig(mini210和smart210基本一样)这个文件,这个就是厂商配置文件,这里我的在内核的根目录下面,使用下面命令就可以直接使用该配置文件进行编译:

cp mini210_linux_defconfig .config

make uImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

这样即可编译成功,同样还有一种方法简化内核配置,在内核arch/arm/configs 中找到自己板子的默认配置,基于这个配置进行修改也是很好的,使用起来也很简单.

make xxx_defconfig

make menu_config ARCH=arm

make uImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

3.1 编译内核

-> zImage

[M] -> 内核模块

make zImage 在X86平台上，zImage内核只能用于512KB的文件大小。

//所以一般都用下面的

make bzImage