Linux内核源码介绍

内核介绍

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我的开发环境：
内核版本4.1.15
开发板正点原子阿尔法IMX6ULL开发板
source insight写代码，搭建samba服务器与Ubuntu虚拟机共享代码所在目录，Ubuntu与开发板使用nfs共享代码目录。

裸机与操作系统

无操作系统时的驱动（裸机）
有的时候并不一定需要操作系统，比如用亠些行简单的通断控制，从编程角度来说，直接控制寄存器就可以了，也就是直接和硬件打交道。

有操作系统时的驱动(Linux系统）
从编程角度看：有了操作系统以后，编写驱动就变的比较复杂，要基于Linux种驱动框架进行编程。但是当驱动都按照系统给出的框架进行编程以后，就可以提供一个统一的接口给应用程序调用。

驱动的分类

驱动针对的对象是存储器和外设（包括CPU内部集成的存储器和外设），而不是针对CPU内核。Linux将存储器和外设分为3个基础大类。

• ·字符设备。
• ·块设备。
• ·网络设备。
  字符设备指那些必须以串行顺序依次进行访问的设备，如触摸屏、磁带驱动器、鼠标等。

块设备可以按任意顺序进行访问，以块为单位进行操作，如硬盘、eMMC等。

字符设备和块设备的驱动设计有出很大的差异，但是对于用户而言，它们都要使用文件系统的操作接口open（）、close（）、read（）、write（）等进行访问。

在Linux系统中，网络设备面向数据包的接收和发送而设计，它并不倾向于对应于文件系统的节点。
内核与网络设备的通信与内核和字符设备、网络设备的通信方式完全不同，前者主要还是使用套接字接口。

除网络设备外，字符设备与块设备都被映射到Linux文件系统的文件和目录，通过文件系统的系统调用接口open（）、write（）、read（）、close（）等即可访问字符设备和块设备。所有字符设备和块设备都统一呈现给用户。Linux的块设备有两种访问方法：一种是类似dd命令对应的原始块设备，如“/dev/sdb1”等；另外一种方法是在块设备上建立FAT、EXT4、BTRFS等文件系统，然后以文件路径如“/home/barry/hello.txt”的形式进行访问。在Linux中，针对NOR、NAND等提供了独立的内存技术设备（Memory Technology Device，MTD）子系统，其上运行YAFFS2、JFFS2、UBIFS等具备擦除和负载均衡能力的文件系统。针对磁盘或者Flash设备的FAT、EXT4、YAFFS2、JFFS2、UBIFS等文件系统定义了文件和目录在存储介质上的组织。而Linux的虚拟文件系统则统一对它们进行了抽象。

应用程序可以使用Linux的系统调用接口编程， 但也可使用C库函数， 出于代码可移植性的目的， 后者更值得推荐。 C库函数本身也通过系统调用接口而实现， 如C库函数fopen（） 、 fwrite（） 、 fread（） 、fclose（） 分别会调用操作系统的API open（） 、 write（） 、 read（） 、 close（） 。

内核源码目录

Linux内核源代码包含如下目录。（cursor）

• arch：包含和硬件体系结构相关的代码，每种平台占一个相应的目录，如i386、arm、arm64、powerpc、mips等。Linux内核目前已经支持30种左右的体系结构。在arch目录下，存放的是各个平台以及各个平台的芯片对Linux内核进程调度、内存管理、中断等的支持，以及每个具体的SoC和电路板的板级支持代码。
• block：块设备驱动程序I/O调度。
• crypto：常用加密和散列算法（如AES、SHA等），还有一些压缩和CRC校验算法。
• documentation：内核各部分的通用解释和注释。
• drivers：设备驱动程序，每个不同的驱动占用一个子目录，如char、block、net、mtd、i2c等。
• fs：所支持的各种文件系统，如EXT、FAT、NTFS、JFFS2等。
• include：头文件，与系统相关的头文件放置在include/linux子目录下。
• init：内核初始化代码。著名的start_kernel（）就位于init/main.c文件中。
• ipc：进程间通信的代码。
• kernel：内核最核心的部分，包括进程调度、定时器等，而和平台相关的一部分代码放在arch//kernel目录下。
• lib：库文件代码。
• mm：内存管理代码，和平台相关的一部分代码放在arch//mm目录下。
• net：网络相关代码，实现各种常见的网络协议。
• scripts：用于配置内核的脚本文件。
• security：主要是一个SELinux的模块。
• sound：ALSA、OSS音频设备的驱动核心代码和常用设备驱动。
• usr：实现用于打包和压缩的cpio等。
• tools 存放Linux用到工具文件夹。
• virt内核虚拟机相关代码
  内核一般要做到drivers与arch的软件架构分离，驱动中不包含板级信息，让驱动跨平台。同时内核的
  通用部分（如kernel、fs、ipc、net等）则与具体的硬件（arch和drivers）剥离。

内核源码编译

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

执行“make distclean”，清理工程，所以 mx6ull_alientek_emmc.sh 每次都会清理一下工程。如果通过图形界面配置了 Linux，但是还没保存新的配置文件，那么就要慎重使用mx6ull_alientek_emmc.sh 编译脚本了，因为它会把你的配置信息都删除掉！
执行“make xxx_defconfig”，配置工程。
执行“make menuconfig”，打开图形配置界面，对 Linux 进行配置，如果不想每次编译都打开图形配置界面的话可以将这一行删除掉。
执行“make”，编译 Linux 源码。
可以看出，Linux 的编译过程基本和uboot 一样，都要先执行“make xxx_defconfig”来配置
一下，然后在执行“make”进行编译。如果需要使用图形界面配置的话就执行“make menuconfig”。