linux内核编译和移植过程
一、linux内核的特点
1、linux内核是开源的，
作者：linus
git ： 版本管理工具
源码由C语言和汇编实现
2、linux内核支持多种硬件架构平台
3、linux内核采用模块化方式编写，分层思想
4、linux内核使用C和汇编代码实现，
在内核中最好不要使用C++
5、linux内核具有很好的移植和裁剪特性
通过图形化界面的配置方式就可以完成裁剪
二、linux内核源码的获取
1、linux官方获取
https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/
2. 芯片厂家获取
3. 开发板厂家获取
4. 公司主管获取
由于三星没有将S5p6818芯片硬件支持开源到linux内核官方
本次实验不使用linux内核官方的源码。
本次使用使用：kernel-3.4.39-ok.tar.bz2
三、linux内核的版本命名方式
主版本号.次版本号.修订版本号
主版本号：内核源码有较大的改动才会更新主版本号
次版本号：修订版本号用完升级次版本号
偶数：稳定版
奇数：测试版
修订版本号：内核代码只要有更新就会修改修订版本号
四、linux内核版本的选择
1、不选太新
2、不选太旧
3、选择稳定版本
五、linux内核的配置和编译
1、拷贝linux内核源码压缩包到ubuntu中
1）、拷贝内核源码到ubuntu目录中
2）、解压缩内核源码
tar -vxf kernel-3.4.39-ok.tar.xz
3）、进入内核源码目录
cd kernel-3.4.39
2、分析内核源码的目录结构
平台相关代码：代码跟硬件相关
arch
平台无关代码：代码跟硬件无关
drivers
lib
include
net
fs
kernel
…
3、配置和编译内核
Cleaning targets:
clean
mrproper
distclean
Configuration targets:
menuconfig - Update current config utilising a menu based program
modules - Build all modules
uImage - U-Boot wrapped zImage
fs6818_defconfig - Build for fs6818
“make ${PLATFORM}_defconfig”
Create a ./.config file by using the default
symbol values from
arch/$ARCH/configs/${PLATFORM}_defconfig.
Use “make help” to get a list of all available
platforms of your architecture.
4、linux内核的详细配置和编译过程
1）、修改Makefile文件，配置交叉编译工具链
195 ARCH ?=
196 CROSS_COMPILE ?=
修改为：
195 ARCH ?= arm
196 CROSS_COMPILE ?= arm-none-linux-gnueabi-
2）、清除内核的中间文件
make distclean （只在源码第一次编译时执行一次）
3）、 配置内核源码支持fs6818硬件平台
make fs6818_defconfig
（只在源码第一次编译时执行一次,
如果执行了make distclean之后，
需要重新执行make fs6818_defconfig）
4）、 通过图形化界面的方式对内核进行配置(裁剪)
make menuconfig
注意：make menuconfig
第一次使用make menuconfig 需要安装图形化界面的工具
配置之前需要安装图形图（make meuconfig）：
sudo apt-get install libncurses5-dev
sudo apt-get install lib32z1
注意 ： 出现这个错误
scripts/kconfig/mconf Kconfig
Your display is too small to run Menuconfig!
It must be at least 19 lines by 80 columns.
make[1]: *** [menuconfig] Error 1
make: *** [menuconfig] Error 2
终端字体太大，缩小终端字体
5、编译内核
make uImage
注意：make uImage
在编译的过程中可能出现如下错误：
“mkimage” command not found - U-Boot images will not be built
make[1]: *** [arch/arm/boot/uImage] Error 1
make: *** [uImage] Error 2
错误的原因：找不到mkimage命令，
根据提示分析出来mkimage应该存在uboot源码目录中
uboot源码必须进行编译之后才会有mkimage可执行程序
解决问题的方法：
将uboot源码的tools目录下的mkimage，
拷贝到到ubuntu的/usr/bin目录下：
sudo cp ~/uboot源码目录/tools/mkimage /usr/bin
再次make uImage重新编译内核即可。
打印以下信息表示编译成功：
Image Name: Linux-3.4.39-farsight
Created: Mon Jul 20 15:09:28 2020
Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
Data Size: 5391608 Bytes = 5265.24 kB = 5.14 MB
Load Address: 40008000
Entry Point: 40008000
uImage内核镜像在一下目录中：
Image arch/arm/boot/uImage is ready
六、分析make {platform}_defconfig过程详解。
1、打开linux内核源码顶层目录的Makefile文件，搜索“%config”
491 %config: scripts_basic outputmakefile FORCE
492 @mkdir -p include/linux include/config
493 @$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@
去掉命令前的@，重新执行make fs6818_defconfig
mkdir -p include/linux include/config
make -f scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig fs6818_defconfig
进入scripts/kconfig目录继续执行make fs6818_defconfig
2、打开scripts/kconfig 目录下的Makefile文件，搜索“defconfig”
95 %_defconfig: $(obj)/conf
96 $(Q)$< --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)
去掉命令前的@，重新执行make fs6818_defconfig
scripts/kconfig/conf --defconfig=arch/arm/configs/fs6818_defconfig Kconfig
使用file命令查看conf文件的属性：
作用：根据arch/arm/configs/fs6818_defconfig
和内核源码顶层目录下的Kconfig文件，
生成默认的.config配置文件
七、分析make menuconfig过程详解。
1、打开linux内核源码顶层目录的Makefile文件，搜索“%config”
491 %config: scripts_basic outputmakefile FORCE
492 @mkdir -p include/linux include/config
493 @$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@
去掉命令前的@，重新执行make menuconfig
mkdir -p include/linux include/config
make -f scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig menuconfig
进入scripts/kconfig目录继续执行make menuconfig
2、打开scripts/kconfig 目录下的Makefile文件，搜索“menuconfig”
//obj = scripts/kconfig
20 menuconfig: $(obj)/mconf
21 $< $(Kconfig)
展开后
menuconfig: scripts/kconfig/mconf
scripts/kconfig/mconf Kconfig
mconf作用：根据Kconfig文件中的信息，生成图形化界面。
mconf中调用了图形化界面的库：ncurses
3、打开内核源码顶层目录的Kconfig
5 mainmenu "Linux/$ARCH $KERNELVERSION Kernel Configuration"
6
7 config SRCARCH
8 string
9 option env="SRCARCH"
10
11 source "arch/$SRCARCH/Kconfig"
mainmenu: 主菜单
语法格式：mainmenu "主菜单的名字"
source ：引入下一级菜单
语法格式： source "下一级菜单的Kconfig的路径"
4、打开 arch/arm/目录下的Kconfig文件
menu…endmenu ： 菜单
格式：
menu “菜单的名字”
菜单选项
source “下一级的菜单”
endmenu
256 config MMU
257 bool "MMU-based Paged Memory Management Support"
258 default y
259 help
260 Select if you want MMU-based virtualised addressing space
261 support by paged memory management. If unsure, say 'Y'.
bool ： 菜单选项
语法格式： bool “菜单选项的名字”
default ： 默认
help ：帮助信息
分析.config的作用？
drivers/char/farsight/
.config ：最终起决定作用将那些编译到内核中，
哪些驱动不编译到内核中
内核的工程的管理通过Makefile实现。。
打开drivers/char/farsight/Kconfig文件
1 menu "FS6818 board device driver support"
3 config FS_ADC
4 bool "adc driver for farsight FS6818 all platform"
5 default y
6 help
7 different sensor select different channel
....
endmenu
打开drivers/char/farsight/Makefile文件
3 obj-$(CONFIG_FS_ADC) += adc_driver.o
如果CONFIG_FS_ADC = y 对应的驱动被编译到内核镜像中
如果CONFIG_FS_ADC变量为空 对应的驱动不被编译到内核镜像中
那么CONFIG_FS_ADC变量在哪里定义呢？
在.config文件中进行的定义。
重点：.config Kconfig Makefile三个文件之间的关系？
Makefile: 进行工程管理，配置和编译内核
.config : 存放的默认的配置信息
给Makefile文件使用，Makefile文件根据
CONFIG_**** = y ,对应的驱动被编译到uImage中
#CONFIG_**** is not set,对应的驱动不被编译到uImage中
make fs6818_defconfig时根据arch/arm/configs/fs6818_defconfig
和Kconfig文件生成.config文件
make menuconfig时，根据菜单选项的配置
.config会被修改
Kconfig：生成图形化界面的菜单选项的配置文件
大多数目录下都有一个Kconfig文件和Makefile文件。
七、模块化编译内核
模块化的方式编译内核驱动
bool : []
[*] : 驱动被编译到uImage内核镜像中
[ ] ：驱动不被编译到uIamge内核镜像中
tristate ：<> 三态
<*> : 驱动被编译到uImage内核镜像中
< > ：驱动不被编译到uIamge内核镜像中
: 驱动采用模块化的方式进行编译
使用make modules命令编译驱动，
会将***.c的文件编译生成***.ko的驱动文件。
需要使用驱动时使用insmod命令将驱动加载到内核：
insmod ***.ko
不需要使用驱动时使用rmmod命令将驱动从内核中卸载：
rmmod *** # 卸载时只需要指定驱动的名字
使用lsmod命令可以查看动态加载的所有的驱动。
八、内核启动过程做了什么
1> uboot通过tftp命令将uImage下载到内存中
2> uImage需要完成自解压
3> 获取cpu的ID号，创建页表，
初始化MMU，完成物理地址到虚拟地址的映射
4> 清除BSS段
5> 完成绝大多数硬件的初始化，进一步对硬件初始化
内存，时钟，串口，EMMC，nfs客户端…
5> 从u-boot环境变量的内存分区获取bootargs参数，
根据bootargs参数，决定从哪里挂载根文件系统。
6> 挂载根文件系统，
7> 执行根文件系统中的1号进程，linuxrc程序
8> 到此开发板的linux系统启动成功