Linux內(nèi)核初次編譯和源碼結(jié)構(gòu)

1.Linux內(nèi)核獲取

Linux由 Linux基金會(huì)管理與發(fā)布，Linux官網(wǎng)為 https://www.kernel.org ，所以若想獲取最新的 Linux版本就可以在這個(gè)網(wǎng)站上下載，網(wǎng)站界面如下圖所示：

一般半導(dǎo)體廠商會(huì)從 Linux內(nèi)核官網(wǎng)下載某個(gè)版本，將其移植到自己的 CPU上，測試成功后就會(huì)將其開放給該半導(dǎo)體廠商的 CPU開發(fā)者。 開發(fā)者下載其提供的 Linux內(nèi)核，然后將其移植到自己的產(chǎn)品上。

本文我們就使用 NXP提供的 Linux源碼，文件名為：

linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

2.Linux內(nèi)核初次編譯

編譯內(nèi)核之前需要先在ubuntu上安裝lzop庫，另外，圖形化配置工具還需要ncurses庫支持，安裝命令為：

sudo apt-get install lzop
sudo apt-get install build-essential 
sudo apt-get install libncurses5-dev

在Ubuntu中新建一個(gè)文件夾，然后將linux內(nèi)核壓縮包拷貝到文件夾中并解壓，解壓命令為：

tar -vxf linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

解壓后進(jìn)入該文件夾，新建一個(gè)build.sh腳本文件來編譯，腳本中的內(nèi)容如下：

#!/bin/sh 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_mfg_defconfig 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

給予該腳本可執(zhí)行權(quán)限，然后運(yùn)行，編譯的時(shí)候會(huì)彈出Linux圖形配置界面， 這里不需要做任何的配置， 直接按兩下ESC鍵退出圖形界面

之后會(huì)自動(dòng)開始編譯Linux內(nèi)核，等待編譯完成，完成以后如下圖所示

編譯完成以后就會(huì)在arch/arm/boot這個(gè)目錄下生成一個(gè)zImage文件，該文件就是要用的Linux鏡像文件。 另外也會(huì)在arch/arm/boot/dts下生成很多.dtb文件，這些.dtb就是設(shè)備樹文件

vmlinux、Image、zImage、uImage 的區(qū)別：

• vmlinux是ELF格式的文件，是編譯出來的最原始的內(nèi)核文件，編譯出來 差不多有16MB，是未壓縮的。 在實(shí)際中我們不會(huì)使用vmlinux，而是使用zImage或uImage這樣的 Linux 內(nèi)核鏡像文件
• Image是Linux內(nèi)核鏡像文件，但是Image僅包含可執(zhí)行的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 Image就是使用objcopy取消掉vmlinux中的一些其他信息，比如符號表什么的。 但是 Image 是沒有壓縮過的，Image保存在arch/arm/boot目錄下，其大小大概在12MB
• zImage是經(jīng)過gzip壓縮后的Image，經(jīng)過壓縮以后其大小大概在6MB左右
• uImage是老版本uboot專用的鏡像文件，uImag是在zImage前面加了一個(gè)長度為 64字節(jié)的“頭” ，這個(gè)頭信息描述了該鏡像文件的類型、加載位置、生成時(shí)間、大小等信息。 但是新的uboot已經(jīng)支持了 zImage 啟動(dòng)！ 所以已經(jīng)很少用到uImage了

3.Linux內(nèi)核源碼結(jié)構(gòu)

Linux內(nèi)核編譯過程會(huì)生成一些文件，下面來看一下編譯前后的內(nèi)核源碼結(jié)構(gòu)，可以看出多出了一些編譯文件

編譯后的內(nèi)核源碼比未編譯的源碼多了許多文件，這些文件或文件夾的含義見下表：

上表中很多文件夾和文件可以不需要去關(guān)心，要關(guān)注的文件夾或文件如下示

arch目錄 ：和架構(gòu)有關(guān)的目錄，比如arm、arm64、avr32、x86等等架構(gòu)。 每種架構(gòu)都對應(yīng)一個(gè)目錄，在這些目錄中又有很多子目錄，比如boot、common、configs等等

block目錄 ：block是Linux下塊設(shè)備目錄，像SD卡、EMMC、NAND、硬盤等存儲(chǔ)設(shè)備就屬于塊設(shè)備，block目錄中存放著管理塊設(shè)備的相關(guān)文件

crypto目錄 ：存放著加密文件，比如常見的crc、crc32、md4、md5、hash等加密算法

Documentation目錄 ：存放著Linux相關(guān)的文檔，如果要想了解Linux某個(gè)功能模塊或驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的功能，就可以在Documentation目錄中查找有沒有對應(yīng)的文檔

drivers目錄 ：驅(qū)動(dòng)目錄文件，此目錄根據(jù)驅(qū)動(dòng)類型的不同，分門別類進(jìn)行整理，比如drivers/i2c就是I2C相關(guān)驅(qū)動(dòng)目錄，drivers/gpio就是GPIO相關(guān)的驅(qū)動(dòng)目錄，需要重點(diǎn)關(guān)注

firmware目錄 ：此目錄用于存放固件

fs目錄 ：存放文件系統(tǒng)，比如fs/ext2、fs/ext4、fs/f2fs等，分別是ext2、ext4 和 f2fs等文件系統(tǒng)

include目錄 ：頭文件目錄

init目錄 ：存放 Linux內(nèi)核啟動(dòng)的時(shí)候初始化代碼

ipc目錄 ：IPC為進(jìn)程間通信，ipc目錄是進(jìn)程間通信的具體實(shí)現(xiàn)代碼

kernel目錄 ：Linux 內(nèi)核代碼

lib目錄 ：lib是庫的意思，lib目錄都是一些公用的庫函

mm目錄 ：存放內(nèi)存管理相關(guān)代碼

net目錄 ：存放網(wǎng)絡(luò)相關(guān)代碼

samples目錄 ：存放一些示例代碼文件

scripts目錄 ：腳本目錄，Linux 編譯的時(shí)候會(huì)用到很多腳本文件，這些腳本文件就保存在此目錄中

security目錄 ：存放安全相關(guān)的文件

sound目錄 ：存放音頻相關(guān)驅(qū)動(dòng)文件，音頻驅(qū)動(dòng)文件并沒有存放到 drivers目錄中，而是單獨(dú)的目錄

tools目錄 ：存放一些編譯的時(shí)候使用到的工具

usr目錄 ：存放與 initramfs 有關(guān)的代碼

virt目錄 ：存放虛擬機(jī)相關(guān)文件

.config文件 ：跟 uboot一樣，.config保存著 Linux最終的配置信息，編譯 時(shí)候會(huì)讀取此文件中的配置信息。 最終根據(jù)配置信息來選擇編譯 Linux 哪些模塊，哪些功能

Kbuild文件 ：有些 Makefile會(huì)讀取此文件

Kconfig文件 ：圖形化配置界面的配置文件

Makefile文件 ：Linux 頂層 Makefile 文件，建議好好閱讀一下此文件

README文件 ：此文件詳細(xì)講解了如何編譯 Linux 源碼，以及 Linux 源碼的目錄信息