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Linux內核編譯

一、linux內(nei)核的配置與編譯：

1.配置內核

1)導入默(mo)認配(pei)置：

make xxxx_defconfig

 注1：xxxx表示內核支持(chi)的芯(xin)片(pian)的名稱 比如make exynos_defconfig

注2：內核源碼中對每個支持的芯片都(dou)有(you)默認的配置(zhi)，默認配置(zhi)很少只能(neng)保證系統完(wan)成最基本的功能(neng)

注3：可以(yi)通過直接(jie)修改.config文(wen)件來進(jin)行內核的(de)配(pei)(pei)置(麻煩)，所有(you)內核配(pei)(pei)置的(de)本質(zhi)都是修改.config文(wen)件

注4：配(pei)置(zhi)文件(jian)中xxxx=y表示添加了(le)該功能，注釋表示不添加該功能(減(jian)小內核體積(ji))

2)修(xiu)改配(pei)置(內核(he)提供了幾種(zhong)簡(jian)單的(de)配(pei)置方法，其本質都是修(xiu)改.config文件中(zhong)的(de)配(pei)置)

make gconfig 依賴(lai)于GTK庫(ku)

make xconfig 依賴于QT庫

make config 麻煩

-> make menuconfig

選(xuan)中的(de)狀態切換：空(kong)格(ge)

搜索一(yi)個選項(xiang)：/

[ ] 有兩種狀態(tai)。

輸入Y，顯示(shi)為“*”，表示(shi)內核中該(gai)功(gong)能被選中，相關功(gong)能代碼(ma)將會被編譯進內核。

輸入N，顯(xian)示為空(kong)，表示內(nei)核(he)中該(gai)功能沒(mei)有被選中。

< > 有三(san)種狀態(tai)

輸入Y，顯示為“*”，表(biao)示內(nei)核中該功(gong)能被選中

輸入(ru)N，顯(xian)示為空(kong)，表(biao)示內核中該(gai)功能沒有被選中

輸入M，則(ze)顯示(shi)為(wei)“M”，表示(shi)內核(he)中該(gai)功能被選為(wei)模塊(編譯后與內核(he)鏡像不在同(tong)一(yi)文件)

2.編譯內(nei)核

make uImage 編譯內(nei)核鏡(jing)像(xiang)(編譯選中為(wei)“*&rdquo;的(de)選項到內(nei)核)

make modules 編譯內核模塊(編譯選(xuan)中為(wei)“M”的選(xuan)項(xiang))

make dtbs 編譯設備樹文(wen)件(jian)(使(shi)驅動與設備建立(li)關系(xi)的(de)文(wen)件(jian))

make clean 刪除文(wen)件

二、在內(nei)核中添加子菜單：

每一級(ji)目(mu)錄(lu)中(zhong)都(dou)包含一個Kconfig文(wen)件，用于生成選(xuan)配菜(cai)單的(de)。按照Kconfig的(de)語(yu)法修改(gai)對應的(de)Kconfig文(wen)件就(jiu)可以在(zai)(zai)菜(cai)單中(zhong)添加(jia)自(zi)己的(de)選(xuan)項。在(zai)(zai)一個Kconfig文(wen)件中(zhong)menu是(shi)本級(ji)菜(cai)單，如(ru)menu "Character devices"，如(ru)果我們想在(zai)(zai)該菜(cai)單下自(zi)己添加(jia)子菜(cai)單按照語(yu)法添加(jia)在(zai)(zai)menu和endmenu之間即可

語法：

config FS4412_LED # 固定(ding)語法(fa)，config XXX，XXX用來與MakeFile關聯，即配(pei)置后MakeFile會按照該配(pei)置進行(xing)編(bian)譯

tristate "FS4412LED Device Support"

# tristate “菜單顯示名(ming)稱”;tristate表示該選(xuan)項有三(san)個狀態<>(即可(ke)以選(xuan)擇成N/Y/M)，bool表示有兩個選(xuan)項[](N/Y)

default n

# default n 默(mo)(mo)認是'N'，即不添加(jia)該功能 default y 默(mo)(mo)認添加(jia)該功能default m 默(mo)(mo)認編譯(yi)成模塊(重新配置(zhi)后生效)

depends on ARCH_EXYNOS4

# depends on 依賴的菜(cai)單 當(dang)有依賴關系的選項沒有被選擇時該選項也不顯(xian)示(shi)

help

support leddevice on FS4412 develop board # 幫助(zhu)文檔 可(ke)有可(ke)無

詳情參考：Documentation/kbuild

將自己的模(mo)塊添(tian)加到菜單的步驟(zou)：

1.修改Kconfig添加子菜單

2.添加(jia)對應的.C文(wen)件(驅動文(wen)件)

3.修改(gai)對應的(de)Makefile使菜單與編(bian)譯(yi)關聯(將(jiang)驅動(dong)文件編(bian)譯(yi))

三、linux內核(uImage)的編(bian)譯(yi)過程：

1.在(zai)頂層目錄下(xia)執行make uImage

2.頂(ding)層目錄下的MakeFile

155 srctree := $(if $(KBUILD_SRC),$(KBUILD_SRC),$(CURDIR))

# srctree為當前MakeFile所(suo)在(zai)目錄

198 ARCH ?= arm # 自己修改的(de)

203 SRCARCH := $(ARCH)

504 include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile

-> include arch/arm/MakeFile

-> 執行make uImage后會根據我們(men)設(she)置的CPU架(jia)構，執行對應架(jia)構下的MakeFile

3.arch/arm/MakeFile

291 boot := arch/arm/boot

299 BOOT_TARGETS = zImage Image xipImage bootpImage uImage

# uImage屬于BOOT_TARGETS中的一個成員

304 $(BOOT_TARGETS): vmlinux

# 生成uImage就要生成BOOT_TARGETS大目標

# 依賴源碼(ma)頂層目錄(lu)下的vmlinux(編譯過程中(zhong)生成的文(wen)件)

 305 $(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@

# Q是對@的封裝 不輸(shu)出編(bian)譯信息(xi)

# MAKE是對make -C的(de)封裝 -C表示切換到指定目(mu)錄下(xia)的(de)MakeFile

# $(build)=$(boot) -> build = arch/arm/boot

# MACHINE=$(MACHINE) -> MACHINE := arch/arm/mach-exynos

# $(boot)/$@ -> arch/arm/boot/uImage

-> make -C arch/arm/boot MACHINE=arch/arm/mach-exynos arch/arm/boot/uImage

-> 依賴頂層(ceng)目錄下(xia)的vmlinux，切到arch/arm/boot下(xia)的MakeFile(參數是MACHINE)執行(xing)，在(zai)arch/arm/boot/下(xia)生(sheng)成(cheng)目標uImage(uImage就是在(zai)該目錄)

/***************MACHINE變量的(de)來(lai)源******************/

.config/291 CONFIG_ARCH_EXYNOS=y

155 machine-$(CONFIG_ARCH_EXYNOS) += exynos

-> 在最開始導入配(pei)置時(shi)產(chan)生了(le).config文件，.config中(zhong)只對CONFIG_ARCH_EXYNOS進行了(le)賦值(其他都注釋)

-> machine-y += exynos 即 machine-y = exynos

232 ifneq ($(machine-y),)

# 比較machine-y與空的值(machine-y = exynos)，不相等

233 MACHINE := arch/arm/mach-$(word 1,$(machine-y))/ # word 1,$(machine-y) word為函數 表示從machine-y變量(liang)中(zhong)取第一個(ge)單詞

-> MACHINE := arch/arm/mach-exynos

 /********************************************************************/

4.arch/arm/boot/Makefile

78 $(obj)/uImage: $(obj)/zImage FORCE

# 依賴于zImage obj表示(shi)當(dang)前MakeFile所在路徑 FORCE強制編譯(yi)不管是否編譯(yi)過

79 @$(check_for_multiple_loadaddr)

80 $(call if_changed,uimage)

81 @$(kecho) ' Image $@ is ready' # 輸出信息

-> 依賴(lai)當前目錄下的(de)zImage生成uImage

-> 追蹤zImage

30 ifeq ($(CONFIG_XIP_KERNEL),y)

# CONFIG_XIP_KERNEL在(zai).config中定義(yi) 沒有賦值(zhi)

41 else

54 $(obj)/zImage: $(obj)/compressed/vmlinux FORCE

# 依賴arch/arm/boot/compressed/vmlinux(與之前不是同一(yi)個)

55 $(call if_changed,objcopy)

# 使用gcc編譯出的程序都(dou)是elf格式(shi)的，需要進行二進制格式(shi)的轉換

56 @$(kecho) ' Kernel: $@ is ready' # 顯示(shi)信息

51 $(obj)/compressed/vmlinux: $(obj)/Image FORCE

# vmlinux依(yi)賴于(yu)arch/arm/boot/Image

52 $(Q)$(MAKE) $(build)=$(obj)/compressed $@

# make -C arch/arm/boot/compressed arch/arm/boot/compressed/vmlinux

-> 依賴(lai)arch/arm/boot/Image，切(qie)換到arch/arm/boot/compressed/下(xia)的MakeFile生成vmlinux

/***********MACHINE參數的引用*******************/

arch/arm/boot/Makefile

14 ifneq ($(MACHINE),)

# arch/arm/MakeFile中傳參進來MACHINE=arch/arm/mach-exynos

15 include $(srctree)/$(MACHINE)/Makefile.boot

# include arch/arm/mach-exynos/Makefile.boot

16 endif

arch/arm/mach-exynos/Makefile.boot

1 zreladdr-y += 0x40008000

# 內(nei)核的(de)入口地(di)址(運行(xing)起始地(di)址)

2 params_phys-y := 0x40000100

# uboot和內核協商好(hao)的存放(fang)參數的位(wei)置(zhi)

arch/arm/boot/Makefile

22 ZRELADDR := $(zreladdr-y)

# ZRELADDR = 0x40008000

23 PARAMS_PHYS := $(params_phys-y)

# PARAMS_PHYS = 0x40000100

24 INITRD_PHYS := $(initrd_phys-y)

25

26 export ZRELADDR INITRD_PHYS PARAMS_PHYS

# 導出讓(rang)全局可用

/*****************************************************************/

5.arch/arm/boot/compressed/MakeFile

 185 $(obj)/vmlinux: $(obj)/vmlinux.lds $(obj)/$(HEAD) $(obj)/piggy.$(suffix_y).o \

186 $(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) $(lib1funcs) $(ashldi3) \

187 $(bswapsdi2) FORCE

# vmlinux依賴(lai)很多文(wen)件產生

# 依賴文件的來源

# $(obj)/vmlinux.lds

# arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds 鏈接腳本決定(ding)elf文(wen)件的(de)排版(內核源文(wen)件)

# $(obj)/$(HEAD) = arch/arm/boot/compressed/$(HEAD)

# 25 HEAD = head.o 由 head.S生成(cheng)(內核源文件)

# $(obj)/piggy.$(suffix_y).o

# 86 suffix_$(CONFIG_KERNEL_GZIP) = gzip

# .config/40 CONFIG_KERNEL_GZIP=y 導入默認配置時配置的內核(he)的壓縮格式

# ->suffix_y = gzip

# -> $(obj)/piggy.$(suffix_y).o = arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o 由 piggy.gzip.S(編(bian)譯中間生成(cheng)(cheng))生成(cheng)(cheng)

# $(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) # 給變量$(OBJS))添加前綴$(addprefix $(obj)/

# 26 OBJS += misc.o decompress.o -> OBJS = misc.o decompress.o

# -> $(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) = arch/arm/boot/compressed/misc.o decompress.o 由 misc.c decompress.c生成(內核(he)源文件)

 # 這兩個文(wen)件(jian)用于解(jie)壓(ya)內核(he) 內核(he)當中包含了解(jie)壓(ya)的代碼

# $(lib1funcs)

# 148 lib1funcs = $(obj)/lib1funcs.o -> lib1funcs = arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.o(lib1funcs.S生(sheng)成)

# 150 $(obj)/lib1funcs.S: $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/lib/lib1funcs.S(內核源文件)

# $(ashldi3)

# 154 ashldi3 = $(obj)/ashldi3.o -> ashldi3 = arch/arm/boot/compressed/ashldi3.o(ashldi3.S生成)

# 156 $(obj)/ashldi3.S: $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/lib/ashldi3.S(內核源文件)

# $(bswapsdi2)

# 160 bswapsdi2 = $(obj)/bswapsdi2.o -> bswapsdi2 = arch/arm/boot/compressed/bswapsdi2.o(bswapsdi2.S生成)

# 162 $(obj)/bswapsdi2.S: $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/lib/bswapsdi2.S(內(nei)核源文件)

/******************************piggy.gzip.o********************************/

# 195 $(obj)/piggy.$(suffix_y).o: $(obj)/piggy.$(suffix_y) FORCE -> piggy.gzip.o:piggy.gzip -> piggy.gzip.o依賴piggy.gzip

# 192 $(obj)/piggy.$(suffix_y): $(obj)/../Image FORCE -> piggy.gzip:arch/arm/boot/Image FORCE -> piggy.gzip依賴上層目錄的(de)Image

-> 退回上層目錄(lu)追蹤arch/arm/boot/Image

/*************************************************************************/

6.arch/arm/boot/MakeFile

47 $(obj)/Image: vmlinux FORCE

# 依賴頂層源碼下的(de)vmlinux FORCE強(qiang)制(zhi)執行

48 $(call if_changed,objcopy)

49 @$(kecho) ' Kernel: $@ is ready'

-> 退回頂層(ceng)源碼下追(zhui)蹤vmlinux

7.頂層目(mu)錄(lu)MakeFile

817 vmlinux: scripts/link-vmlinux.sh $(vmlinux-deps) FORCE

# scripts/link-vmlinux.sh 編譯需(xu)要的腳本(ben)

# 809 vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)

# 追蹤得到一些(xie)路徑(jing)下的源文件

# 802 export KBUILD_VMLINUX_INIT := $(head-y) $(init-y)

# 803 export KBUILD_VMLINUX_MAIN := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)

# 804 export KBUILD_LDS := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds

# 鏈(lian)接腳本(ben)(兩次鏈(lian)接過程)

逆序總結：uImage由zImage通過uboot中的工具為其添加頭(tou)部生成

zImage由arch/arm/boot/compressed/vmlinux(elf格式)文(wen)件經過(guo)二進制格式轉換生(sheng)成

vmlinux由/arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip(壓縮后的內(nei)核)和misc.c、decompress.c、(用于解壓內(nei)核的代碼)按照vmlinux.lds鏈接生成(二次鏈接)

piggy.gzip由/arch/arm/boot/Image文件(jian)(不包含解壓(ya)代碼的二進制(zhi)內核文件(jian))壓(ya)縮(suo)得到

Image文(wen)件是(shi)由源碼頂(ding)層(ceng)目錄下的vmlinux(elf格式)經過二進制轉換生成的

vmlinux是由一系列的(de)內核源碼與工具按照鏈(lian)接腳本arch/arm/kernel/vmlinux.lds鏈(lian)接生(sheng)成(cheng)(一次鏈(lian)接)

順(shun)序總結(jie)：一系列的(de)(de)源碼(ma)與工(gong)具按(an)照arch/arm/kernel/vmlinux.lds與各(ge)級Makefile的(de)(de)規(gui)則編(bian)譯生成源碼(ma)頂層目錄下的(de)(de)vmlinux(elf格式(shi)內(nei)核)即第一次鏈接

vmlinux經過二進制(zhi)轉換(huan)生(sheng)成arch/arm/boot/Image(二進制(zhi)格式的內核)

Image文件(jian)經過壓縮得(de)到(dao)piggy.gzip文件(jian)(壓縮后的二(er)進制內核)(piggy.gzip文件(jian)的運行需要解壓)

piggy.gzip與解壓該文(wen)件(jian)的(de)代碼misc.c、decompress.c、等按照(zhao)鏈(lian)接(jie)腳本arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds鏈(lian)接(jie)成一個文(wen)件(jian)(第二次鏈(lian)接(jie))vmlinux(elf)

vmlinux文(wen)件經過二進制轉換生成zImage

zImage經過添加頭部(bu)生成uImage