內(nèi)核移植簡(jiǎn)介

1、Linux內(nèi)核移植所謂Linux內(nèi)核移植就是把Linux操作系統(tǒng)針對(duì)具體的目標(biāo)機(jī)做必要裁剪之后，安裝到目標(biāo)機(jī)使其正確的運(yùn)行起來(lái)。這個(gè)概念目前在嵌入式開發(fā)領(lǐng)域流傳比較廣泛。嵌入式Linux移植是指對(duì)Linux經(jīng)過(guò)小型化裁剪后，能夠固化在容量只有幾K字節(jié)或幾十K字節(jié)的存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)中，應(yīng)用于特定嵌入式場(chǎng)合的專用Linux操作系統(tǒng)。選擇Linux內(nèi)核內(nèi)核（kernel）是所有Linux系統(tǒng)的主要軟件組件。內(nèi)核既是操作系統(tǒng)的心臟，也是它的大

2、腦，因?yàn)閮?nèi)核控制著基本的硬件。內(nèi)核是操作系統(tǒng)的核心，具有很多最基本功能，如虛擬內(nèi)存、多任務(wù)和TCPIP網(wǎng)絡(luò)等功能。Linux內(nèi)核本身并不是操作系統(tǒng)，它是一個(gè)完整操作系統(tǒng)的組成部分。RedHat、Novell、Debian和Gentoo等Linux發(fā)行商都采用Linux內(nèi)核，然后加入更多的工具、庫(kù)和應(yīng)用程序來(lái)構(gòu)建一個(gè)完整的操作系統(tǒng)。Linux內(nèi)核移植前準(zhǔn)備對(duì)于嵌入式Linux系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有各種體系結(jié)構(gòu)的處理器和硬件平臺(tái)，并且用戶需要根據(jù)需求

3、自己定制硬件板。只要是硬件平臺(tái)發(fā)生變化，即使非常小，可能也需要做一些移植工作。內(nèi)核移植是嵌入式Linux系統(tǒng)中最常見的一項(xiàng)工作。當(dāng)然，移植嵌入式Linux系統(tǒng)并不意味著該內(nèi)核使用了任何特定的鏈接庫(kù)或用戶工具，建立嵌入式系統(tǒng)并不需要特別的內(nèi)核。嵌入式系統(tǒng)中使用的內(nèi)核與工作站或服務(wù)器上使用的內(nèi)核主要的不同在于內(nèi)核的配置方面。Linux內(nèi)核移植是在Linux原內(nèi)核基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)平臺(tái)的選擇設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)特定系統(tǒng)的內(nèi)核版本。Linux內(nèi)核的移植包

4、含啟動(dòng)代碼的修改、內(nèi)核的鏈接及裝入、參數(shù)傳遞、內(nèi)核引導(dǎo)幾個(gè)部分。其基本過(guò)程如下：（1）首先，獲取某一版本的Linux內(nèi)核源碼，根據(jù)具體目標(biāo)平臺(tái)對(duì)源碼進(jìn)行必要的改寫（主要是修改體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分）；（2）然后添加一些外設(shè)的驅(qū)動(dòng)（如網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，USB驅(qū)動(dòng)），打造一款適合于目標(biāo)平臺(tái)（可以是嵌入式便攜設(shè)備也可以是其它體系結(jié)構(gòu)的PC機(jī)）的新操作系統(tǒng)，也就是常說(shuō)的內(nèi)核配置或內(nèi)核定制；（3）對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)目標(biāo)平臺(tái)的交叉編譯，生成一個(gè)內(nèi)核映象文件（如zI

5、mage，uImage，bzImage）；（4）最后通過(guò)一些手段（如TFTP）把該映象文件燒寫到目標(biāo)平臺(tái)中。個(gè)目錄下的各個(gè)體系結(jié)構(gòu)目錄中。init：內(nèi)核初始化代碼。包括main函數(shù)也是在這個(gè)目錄下實(shí)現(xiàn)的。ipc：進(jìn)程間通信的代碼。kernel：內(nèi)核的最核心部分，包括進(jìn)程調(diào)度、定時(shí)器等，和平臺(tái)相關(guān)的一部分代碼放在archkernel目錄下。lib：各種庫(kù)文件代碼。mm：內(nèi)存管理代碼，和平臺(tái)相關(guān)的一部分代碼放在archmm目錄下。：網(wǎng)絡(luò)相關(guān)

6、代碼，實(shí)現(xiàn)了各種常見的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。s：用于配置內(nèi)核文件的腳本文件。security：主要是一個(gè)SELinux的模塊。sound：常用音頻設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序等。usr：用戶的代碼。在以上布局中，linux內(nèi)核主要分為特定于體系結(jié)構(gòu)的部分和與體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的部分。在Linux啟動(dòng)的第一階段，內(nèi)核與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分（arch目錄下）首先執(zhí)行，在這部分它要做的工作有：內(nèi)核解壓縮、解壓縮內(nèi)核重定位；內(nèi)存硬件初始化檢測(cè)；參數(shù)表的分析；初始化頁(yè)表目錄的制作等

7、工作，然后把控制權(quán)轉(zhuǎn)給內(nèi)核中與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)部分。所以操作系統(tǒng)內(nèi)核移植中要改動(dòng)的代碼主要集中在與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的啟動(dòng)初始化部分。從上面的目錄結(jié)構(gòu)介紹可知，如果要添加新的開發(fā)板或者尋找體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件首先就是到arch目錄下去尋找。在arch目錄中我們可以看到有許多子目錄，它們往往是用芯片命名的，表示是針對(duì)該芯片體系結(jié)構(gòu)的代碼。為ARM系列芯片編譯內(nèi)核，就應(yīng)修改ARM目錄下的相關(guān)文件。內(nèi)核配置及方法Linux內(nèi)核源代碼支持二十多種體系結(jié)構(gòu)的

8、處理器，還有各種各樣的驅(qū)動(dòng)程序等選項(xiàng)。因此，在編譯之前必須根據(jù)特定平臺(tái)配置內(nèi)核源代碼。Linux內(nèi)核有上千個(gè)配置選項(xiàng)，配置相當(dāng)復(fù)雜，所以，Linux內(nèi)核源代碼組織了一個(gè)配置系統(tǒng)。配置系統(tǒng)主要包含Makefile、Kconfig和配置工具。它可以生成內(nèi)核配置菜單，方便內(nèi)核配置。配置界面是通過(guò)工具來(lái)生成的，工具通過(guò)Makefile編譯執(zhí)行，選項(xiàng)則是通過(guò)各級(jí)目錄的Kconfig文件定義。頂層目錄的Makefile是整個(gè)內(nèi)核配置編譯的核心文件，

9、整體管理Linux內(nèi)核的配置編譯，負(fù)責(zé)組織目錄樹中子目錄的編譯管理，其定義了配置和編譯的規(guī)則，還可以設(shè)置體系結(jié)構(gòu)和版本號(hào)等。Kconfig文件是Linux2.6內(nèi)核引入的配置文件，是內(nèi)核配置選項(xiàng)的源文件。內(nèi)核源碼中的Documentationkbuildkconfiglanguage.txt文檔有詳細(xì)說(shuō)明。對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置的方法有好幾種，而且配置時(shí)需要對(duì)許多選項(xiàng)進(jìn)行選擇。不管用哪種方法來(lái)配置，或者選擇哪些配置選項(xiàng)，在配置好之后，內(nèi)核都會(huì)產(chǎn)