一蜀变、簡介

1.1 Linux內(nèi)核

Kernel 即是Linux內(nèi)核悄谐，Linux內(nèi)核采用宏內(nèi)核架構，即Linux大部分功能都會在內(nèi)核中實現(xiàn)库北，如進程管理爬舰、內(nèi)存管理、設備管理寒瓦、文件管理以及網(wǎng)絡管理等功能情屹，Linux在發(fā)展的過程中，引入了內(nèi)核模塊（Loadable Kernel Module杂腰，LKM）機制垃你，內(nèi)核模塊全稱為動態(tài)可加載內(nèi)核模塊，就是在內(nèi)核運行時可以動態(tài)加載一組目標代碼來實現(xiàn)某些特定的功能喂很，在這過程中不需要重新編譯內(nèi)核就可以實現(xiàn)動態(tài)擴展惜颇。

1.2 Linux內(nèi)核組成

Linux內(nèi)核主要由5部分組成，分別為：進程管理子系統(tǒng)恤筛，內(nèi)存管理子系統(tǒng)，文件子系統(tǒng)芹橡，網(wǎng)絡子系統(tǒng)毒坛，設備子系統(tǒng)。

• 進程管理
  負責進程的創(chuàng)建和銷毀，進程的調(diào)度煎殷。

• 內(nèi)存管理
  負責內(nèi)存的分配和回收屯伞，記錄哪些內(nèi)存被哪些進程使用，管理虛擬內(nèi)存豪直，將內(nèi)存的物理地址和邏輯地址做一個映射劣摇，主要由MMU進行轉(zhuǎn)換，頁表的方式弓乙。

• 文件系統(tǒng)
  這里的文件系統(tǒng)不僅僅只是硬盤的抽象管理末融，它也可以是某些io口的抽象；文件系統(tǒng)屏蔽了底層的細節(jié)暇韧，為上層提供統(tǒng)一的接口勾习；linux中一切皆文件。

• 網(wǎng)絡功能
  網(wǎng)絡功能值的是除了驅(qū)動程序提供的基本硬件操作外懈玻，還有系統(tǒng)提供的機制和功能巧婶，比如TCP協(xié)議，地址解析等涂乌。

• 設備管理
  設備管理功能主要由驅(qū)動程序提供艺栈，主要任務是控制設備完成輸入或輸出操作；linux把設備看作是特殊的文件湾盒，系統(tǒng)通過處理文件的接口（虛擬文件系統(tǒng)VFS）來管理和控制各種設備湿右。

二、安裝編譯工具和依賴

sudo apt install make gcc-arm-linux-gnueabihf gcc bison flex libssl-dev dpkg-dev lzop vim libncurses5-dev

三历涝、獲取Linux內(nèi)核

【不推薦诅需，僅列出】

• 官方kernel下載：https://git.kernel.org
• NXP提供kernel下載：https://source.codeaurora.org/external/imx/linux-imx

【新手推薦使用以下開發(fā)板商提供kernel】

• 野火提供kernel下載：https://github.com/Embedfire/ebf_linux_kernel.git
• 韋東山提供kernel下載：https://e.coding.net/weidongshan/imx-linux4.9.88.git

四、Linux內(nèi)核工程結(jié)構

此處僅列出一些常見的目錄：

五荧库、編譯野火提供Linux內(nèi)核

編譯 Kernel 有兩種方法：

• 一種是編譯較為通用的 zImage堰塌，常用于構建成鏡像固件。
• 另一種則是編譯成 deb 安裝包分衫，將其下載到板子上安裝即可更新 Kernel场刑。

5.1 編譯內(nèi)核zImage

• 獲取野火提供Linux內(nèi)核源碼
  git clone https://gitee.com/Embedfire/ebf_linux_kernel_6ull_depth1

• 進入工程目錄
  cd ebf_linux_kernel_6ull_depth1

• 清除工程
  清除上次生成的編譯環(huán)境，避免之前的環(huán)境干擾影響編譯結(jié)果
  sudo make distclean

• 配置工程
  sudo make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- npi_v7_defconfig

  • ARCH=arm：設置目標為 arm 架構
  • CROSS_COMPILE：指定所使用的交叉編譯器

• 配置內(nèi)核選項
  sudo make menuconfig KCONFIG_CONFIG=arch/arm/configs/npi_v7_defconfig ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
  這里我們不需要做任何的配置蚪战，直接按兩下 ESC 鍵退出牵现。
  

• 編譯工程
  sudo make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j8

  • ARCH=arm：設置目標為 arm 架構
  • CROSS_COMPILE：指定所使用的交叉編譯器
  • -j8：允許8個編譯命令同時執(zhí)行，提高編譯速度

編譯過程中可能出現(xiàn)的錯誤：解決方法：Ubuntu 22.04編譯Linux內(nèi)核提示錯誤multiple definition of `yylloc‘

• 生成文件

  • zImage ：編譯得到的 zImage 內(nèi)核在 arch/arm/boot 目錄下邀桑。
  • 設備樹 ：在 arch/arm/boot/dts 目錄下瞎疼，設備樹分為 emmc 版本 imx6ull-mmc-npi.dtb 以及 nand 版本 imx6ull-nand-npi.dtb 。

• 新建編譯腳本文件
  每次編譯 kernel 都要輸入一長串命令壁畸，為了簡單起見贼急，我們可以新建一個 shell 腳本文件茅茂，將這些命令寫到 shell 腳本文件里面，然后每次只需要執(zhí)行 shell 腳本即可完成編譯工作太抓。

  1. 新建名為 imx6ull_kernel.sh 的 shell 腳本文件：
     vim imx6ull_kernel.sh

  2. 然后在里面輸入如下內(nèi)容：

  #!/bin/bash
  sudo make distclean
  sudo make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- npi_v7_defconfig
  sudo make menuconfig KCONFIG_CONFIG=arch/arm/configs/npi_v7_defconfig ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
  sudo make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
  

  • 第1行：shell 腳本要求的空闲，必須是 “#!/bin/bash” 或者 “#!/bin/sh”。
  • 第2行：使用了 make 命令走敌，用于清理工程碴倾，也就是每次在編譯 uboot 之前都清理一下工程。帶有三個參數(shù)掉丽，第一個是 ARCH跌榔，也就是指定架構，這里肯定是 arm机打；第二個參數(shù) CROSS_COMPILE 用于指定編譯器矫户，只需要指明編譯器前綴就行了，比如 arm-linux-gnueabihf-gcc 編譯器的前綴就是 “arm-linux-gnueabihf-”残邀；最后一個參數(shù) distclean 就是清除工程皆辽。
  • 第3-4行：也使用了 make 命令，用于配置 kernel芥挣。
  • 第5行：用于編譯 kernel驱闷，通過第 3 行配置好 kernel 以后就可以直接 “make” 編譯 kernel 了

  3. 增加可執(zhí)行權限
     chmod 777 imx6ull_kernel.sh

  4. 執(zhí)行腳本文件
     ./imx6ull_kernel.sh

5.2 編譯內(nèi)核deb安裝包

• 獲取野火提供U-Boot源碼
  git clone https://gitee.com/Embedfire/ebf_linux_kernel_6ull_depth1

• 安裝必要軟件
  sudo apt install build-essential

• 進入工程目錄
  cd ebf_linux_kernel_6ull_depth1

• 運行野火提供的make_deb.sh腳本
  sudo ./make_deb.sh

  這種編譯方式編譯內(nèi)核，構建出來的 deb 安裝包可直接使用 sudo dpkg -i xxx.deb 命令安裝在魯班貓系統(tǒng)上空免，然后重啟使用 cat /proc/version 查看內(nèi)核是否更新空另。

  編譯成功打印消息如下：

• 生成文件
  構成生成的 deb 包在內(nèi)核源碼 /build_image 目錄下。

? 由 Leung 寫于 2022 年 9 月 12 日

? 參考：10. Linux內(nèi)核的編譯