ARM平台内核的编译
目的:
在Ubuntu上编译出树莓派的内核。
由于linux内核非常庞大,大约有1.4w个c文件,一千多万行代码,但是linux内核编译出来才才几M,这是为什么呢?
因为linux是开源的,支持多平台、多架构。所以里面包含了很多平台的代码。我们现在要的是树莓派这个平台上的内核,所以其他的平台代码就是多余的,所以就得配置,将没有用到的代码干掉,不让它参与编译。这样编译出来的linux内核就集M了。
linux内核源码目录结构
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(比如arm平台、x86平台)。和32位PC相关的代码存放在i386目录下,其中比较重要的包括kernel(内核核心部分)、mm(内存管理)、math-emu(浮点单元仿真)、lib(硬件相关工具函数)、boot(引导程序)、pci(PCI总线)和power(CPU相关状态)。 block:部分块设备驱动程序。 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:关于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。 fs:各种支持的文件系统,如ext、fat、ntfs等。 include:头文件。其中,和系统相关的头文件被放置在linux子目录下。 init:内核初始化代码(注意不是系统引导代码)。 ipc:进程间通信的代码。 kernel:内核的最核心部分,包括进程调度、定时器等,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,实现了各种常见的网络协议。 scripts:用于配置内核文件的脚本文件。 security:主要是一个SELinux的模块。 sound:常用音频设备的驱动程序等。 usr:实现了一个cpio。
树莓派的内核要怎样配置,才能编译成适合该平台的内核呢?
要知道:配置的最终目标是生成.config文件,这个文件指导makefile去把有用的东西组织成内核。
1. 基于厂家给的.config
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make bcm2709_defconfig //这条命令就是获取bcm709_defconfig的配置到.config里
指定ARM架构 指定编译器 树莓派 主要核心指令
2. 通过menuconfig一项项配置,最后也会更新到.config中
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make menuconfig
.config、menuconfig和makefile的关系:
以ARM平台为例,具体配置过程:
1.当执行make menuconfig 时,系统首先读取arch/arm/Kconfig生成整个配置界面
2.在读取配置界面的同时,系统会读取.config文件,生成所有配置选项的默认值
3.当修改完配置并保存后,系统会更新顶层目录下的.config
4.当执行make时,各层的Makefile会根据.config文件中的编译选项来决定哪些文件会被编译到内核中,或者编译成模块。
驱动加载的两种方式:
1. 在menuconfig的时候,在[]中选 * ,在内核编译的时候直接编译进内核zImage,这样内核就要大些。
2. 在menuconfig的时候,在[]中选 M,这样就是以模块方式生成驱动文件xxx.ko,在系统启动后,通过命令inmosd xxx.ko 加载进内核
内核的编译:
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make -j4 zImage modules dtbs
j4指定用多少电脑资源进行编译 (j4表示4核)
zImage表示生成内核镜像
modules要生成驱动模块
dtbs生成配置文件
编译成功后,可以看到源码树目录多了vmlinux这个文件,如果编译失败则没有此文件。
成功后,目标zImage镜像在arch/arm/boot目录下(此步ARM架构的芯片都是类似)(vmlinux是未压缩的liunx,zImage是压缩好的liunx)
树莓派内核的更换:
1. 将生成的zImage打包成树莓派可用的xxx.img
./scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage ./kernel_new.img
2. 插入读卡器。使用dmesg
指令查看读卡器映射,出现sdb1、sdb2则为连接成功,如果只有一个sdb1,则需要重新往SD刷入系统(有可能是sdc1、sdc2或者sdd1、sdd2)。
3. 在根目录新建两个文件夹data1和data2
mkdir data1 data2
4. 挂载U盘
sudo mount /dev/sdb1 data1 data1是fat分区,是boot相关的内容,kernel的img
sudo mount /dev/sdb2 data2 data2是ext4分区,也就是系统的根目录分区
5. 安装modules, 用于安装设备驱动文件
sudo ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make INSTALL_MOD_PATH=[ext4] modules_install
注意ext4是一个路径 :/home/lwl/data2
6. 安装更新 kernel.img 文件,注意镜像名字是kernel7.img
先备份
cd /home/chenlc/data1
cp kernel7.img kernel7OLD.img
再把编译新生成的拷贝到data1,起名kernel7.img
cp kernel_new.img /home/chenlc/data1/kernel7.img
cp arch/arm/boot/dts/overlays/.*dtb* /home/lwl/data1/overlays/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /home/lwl/data1/overlays/