Linux内核编译详解

学习了网上的一些资料,自己试着摸索了一下,整理出这篇文章。

不当之处,还请大家批评指正。谢谢。


重要的参考资料有:

http://raspberrypi.stackexchange.com/questions/192/how-do-i-cross-compile-the-kernel-on-a-ubuntu-host

http://blog.csdn.net/xdw1985829/article/details/6833319


好了,下面进入正题。


一、准备工作



准备工作如何做,这里就不详说了。

a) 首先,你要有一台PC(这不废话么^_^),装好了Linux。

b) 安装好GCC(这个指的是host gcc,用于编译生成运行于pc机程序的)、make、ncurses等工具。

c) 下载一份纯净的Linux内核源码包,并解压好。

d) 如果你是移植Linux到嵌入式系统,则还要再安装好交叉编译工具链。例如,你的目标单板CPU可能是arm或mips等cpu,则安装相应的交叉编译工具链。安装后,需要将工具链路径添加到PATH环境变量中。例如,你安装的是arm工具链,那么你在shell中执行类似如下的命令,假如有类似的输出,就说明安装好了。

[root@localhost linux-2.6.33.i686]# arm-linux-gcc  --version
arm-linux-gcc (Buildroot 2010.11) 4.3.5
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.


二、设置编译目标


在配置或编译内核之前,首先要确定目标CPU架构,以及编译时采用什么工具链。这是最最基础的信息,首先要确定的。

如果你是为当前使用的PC机编译内核,则无须设置。否则的话,就要明确设置。

这里以arm为例,来说明。

有两种设置方法():

a) 修改Makefile

打开内核源码根目录下的Makefile,修改如下两个Makefile变量并保存。

ARCH           := arm
CROSS_COMPILE  := arm-linux-


b) 每次执行make命令时,都通过命令行参数传入这些信息。

这其实是通过make工具的命令行参数指定变量的值。

例如

配置内核时时,使用

make  ARCH=arm  CROSS_COMPILE=arm-linux-  menuconfig

编译内核时使用

make  ARCH=arm  CROSS_COMPILE=arm-linux- 



三、配置内核


内核的功能那么多,我们需要哪些部分,每个部分编译成什么形式(编进内核还是编成模块),每个部分的工作参数如何,这些都是可以配置的。因此,在开始编译之前,我们需要构建出一份配置清单,放到内核源码根目录下,命名为.config文件,然后根据此.config文件,编译出我们需要的内核。

但是,内核的配置项太多了,一个一个配,太麻烦了。而且,不同的CPU架构,所能配置的配置项集合,是不一样的。例如,某种CPU的某个功能特性要不要支持的配置项,就是与CPU架构有关的配置项。所以,内核提供了一种简单的配置方法。

以arm为例,具体做法如下。

a) 根据我们的目标CPU架构,从内核源码arch/arm/configs目录下,找一个与目标系统最接近的配置项,拷贝到内核源码根目录下,命名为.config。如果你的目标系统是流行的标准系统,你又没什么特殊要求,那么这一步做完,就等于已经完成了配置。否则的话,执行下面这一步,对配置做一些定制修改。

b) 执行make menuconfig对此配置做一些需要的修改,退出时选择保存,就将新的配置更新到.config文件中了。

注意,我们执行此操作时,内核打开了一组配置项集合,让我们进行配置。这一组配置项集合,是由我们前面设置的CPU架构决定的。说得细一点,配置系统打开arch/arm/Kconfig文件,这个文件又包含了其他内核子系统的Kconfig文件(文件名也可能是其他名字),其他子系统的Kconfig文件,再层层包含下层的Kconfig文件,从而生成了全部的配置项集合。而每一项配置项,当前设定的值(例如,是编进内核,还是编译成模块,或者也可能是一项参数),则是由内核源码根目录下的.config文件生成的。


三、编译内核


编译本身很简单,执行如下一条命令就搞定了

make

我们不妨花点时间,理解一下内核编译的机制。

a) 内核如何使用config文件

前面生成了.config文件,这是个文本文件,其中都是一些类似如下的内容:

CONFIG_YENTA_ENE_TUNE=y
CONFIG_YENTA_TOSHIBA=y
CONFIG_PD6729=m
CONFIG_I82092=m

CONFIG_MTDRAM_ERASE_SIZE=128

能看出,有些是设置了将某个功能编译进内核,有些是设置了将某个功能编译成模块,有些是设置了某个功能的某个参数。

这个文件的语法,其实就是定义makefile变量的语法。没错,这就是makefile。

当我们执行make开始编译内核的时候,编译系统还会生成另一个config文件,那就是include/config/auto.conf。里面的内容和.config类似,只是内容少了一些。

内核编译的时候,顶层Makefile(位于源码根目录下),会包含上述config文件。

这样就获得了相应的makefile变量,从而知道如何编译内核的各个部分。

从顶层makefile中,可以看到如下代码:

ifeq ($(dot-config),1)
# Read in config
-include include/config/auto.conf

但是,这两个config文件的关系如何,到底会包含哪个,在下也没有理清。有清楚的,还望赐教:)


b) 内核代码中,如何知道某个功能有没有配置,配置成了什么形式


当我们执行make开始编译内核的时候,编译系统还会生成一个C语言头文件include/generated/autoconf.h

这个文件中都是类似如下的内容:

#define CONFIG_DM9000 1
#define CONFIG_DM9000_DEBUGLEVEL 4
#define CONFIG_SND_RAWMIDI_SEQ_MODULE 1
第一行,是说明用户选择了将DM9000这个驱动编进内核,第二行是此驱动的一个参数。如果用户选择的是将DM9000编译成模块,则第一行的内容就变成如下形式了。
#define CONFIG_DM9000_MODULE 1


有了这个头文件,某个内核源码的.c文件中如果包含了这个头文件,就可以知道用户的配置情况了。


好了,内核编译机制,在下理解的也很有限,就先写到这吧。



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