| 以文本方式查看主題 - 曙海教育集團論壇 (http://www.hufushizhe.com/bbs/index.asp) -- Linux驅(qū)動開發(fā) (http://www.hufushizhe.com/bbs/list.asp?boardid=33) ---- 嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核與設(shè)備驅(qū)動開發(fā)技術(shù) (http://www.hufushizhe.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=33&id=1703) |
| -- 作者：wangxinxin -- 發(fā)布時間：2010-11-24 9:18:17 -- 嵌入式Linux系統(tǒng)內(nèi)核與設(shè)備驅(qū)動開發(fā)技術(shù) 序言 第一章 內(nèi)核編譯的基礎(chǔ) 第一節(jié)內(nèi)核簡介 第二節(jié)內(nèi)核版本 第三節(jié)編譯原因 第四節(jié)準(zhǔn)備工作 第二章 內(nèi)核編譯的流程 第一節(jié)編譯開始 第二節(jié)配置內(nèi)核 {核心內(nèi)容} 1.代碼成熟等級 2..處理器類型和特色 3.對模塊的支持 4.基本的選擇 5.即插即用支持 6.塊設(shè)備支持 7.網(wǎng)絡(luò)選項 8.電話支持 9.SCSI設(shè)備的支持 10.I2O接口適配器 11.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持 12.配置業(yè)余無線廣播 13.紅外支持 14.ISDN的文件系統(tǒng) 15.舊型光驅(qū)類型(非IDE界面的光驅(qū)) 16.字符設(shè)備 17.USB支持 18.文件系統(tǒng) 19.控制臺驅(qū)動 20.聲卡驅(qū)動 21.Kernel hacking 第二節(jié) 內(nèi)核版本 由于Linux的源程序是完全公開的，任何人只要遵循GPL，就可以對內(nèi)核加以修改并發(fā)布給他人使用。Linux的開發(fā)采用的是集市模型（bazaar，與cathedral--教堂模型--對應(yīng)），為了確保這些無序的開發(fā)過程能夠有序地進行，Linux采用了雙樹系統(tǒng)。一個樹是穩(wěn)定樹（stable tree），另一個樹是非穩(wěn)定樹（unstable tree）或者開發(fā)樹（development tree）。一些新特性、實驗性改進等都將首先在開發(fā)樹中進行。如果在開發(fā)樹中所做的改進也可以應(yīng)用于穩(wěn)定樹，那么在開發(fā)樹中經(jīng)過測試以后，在穩(wěn)定樹中將進行相同的改進。一旦開發(fā)樹經(jīng)過了足夠的發(fā)展，開發(fā)樹就會成為新的穩(wěn)定樹。開發(fā)數(shù)就體現(xiàn)在源程序的版本號中；源程序版本號的形式為x.y.z：對于穩(wěn)定樹來說，y是偶數(shù)；對于開發(fā)樹來說，y比相應(yīng)的穩(wěn)定樹大一（因此，是奇數(shù)）。確定是以″ root ″的身份簽入，然后cd 到 /usr/src 。uname -r 這個指令將會顯示版本。內(nèi)核版本的更新可以訪問<http://www.kernel.org/>。 第三節(jié) 編譯原因 Linux作為一個自由軟件，在廣大愛好者的支持下，內(nèi)核版本不斷更新。新的內(nèi)核修訂了舊內(nèi)核的bug，并增加了許多新的特性。如果用戶想要使用這些新特性，或想根據(jù)自己的系統(tǒng)度身定制一個更高效，更穩(wěn)定的內(nèi)核，就需要重新編譯內(nèi)核。通常，更新的內(nèi)核會支持更多的硬件，具備更好的進程管理能力，運行速度更快、更穩(wěn) 定，并且一般會修復(fù)老版本中發(fā)現(xiàn)的許多漏洞等，經(jīng)常性地選擇升級更新的系統(tǒng)內(nèi)核是Linux使用者的必要操作內(nèi)容。 為了正確的合理地設(shè)置內(nèi)核編譯配置選項，從而只編譯系統(tǒng)需要的功能的代碼，一般主要有下面四個考慮： ---自己定制編譯的內(nèi)核運行更快（具有更少的代碼） ---系統(tǒng)將擁有更多的內(nèi)存（內(nèi)核部分將不會被交換到虛擬內(nèi)存中） ---不需要的功能編譯進入內(nèi)核可能會增加被系統(tǒng)攻擊者利用的漏洞 ---將某種功能編譯為模塊方式會比編譯到內(nèi)核內(nèi)的方式速度要慢一些 以上是針對成熟的Linux套件如Redhat Linux而言,我的目的是為建造嵌入式Linux操作系統(tǒng)做準(zhǔn)備，也是必由之路。 第四節(jié) 準(zhǔn)備工作 第一部分 新版本內(nèi)核的獲取和更新 Linux內(nèi)核版本發(fā)布的官方網(wǎng)站是<http://www.kernel.org/>，國內(nèi)各大ftp上一般都可以找到某些版本的內(nèi)核。新版本的內(nèi)核的發(fā)布有兩種形式，一種是完整的內(nèi)核版本，另外一種是patch文件，即補丁。完整的內(nèi)核版本比較大，比如linux-2.4.0- test8.tar.bz2就有18M之多。完整內(nèi)核版本一般是.tar.gz（.tgz）文件或者是.bz2文件，二者分別是使用gzip或者 bzip2進行壓縮的文件，使用時需要解壓縮。patch文件則比較小，一般只有幾十K到幾百K，極少的會超過1M。但是patch文件是針對于特定的版本的，需要找到自己對應(yīng)的版本才能使用。編譯內(nèi)核需要root權(quán)限。把需要升級的內(nèi) 拷貝到/usr/src/下（下文中以2.2.16的內(nèi)核的 linux-2.2.16tar.gz為例），命令為 #cp linux-2.2.16tar.gz /usr/src 先查看當(dāng)前/usr/src的內(nèi)容，注意到有一個linux的符號鏈接，它指向一個類似于linux-2.2.14（對應(yīng)于現(xiàn)在使用的內(nèi)核版本號）的目錄。首先刪除這個鏈接： #cd /usr/src #rm -f linux 現(xiàn)在解壓下載的源程序文件。如果所下載的是.tar.gz（.tgz）文件，使用命令： #tar -xzvf linux-2.2.16tar.gz 如果下載的是.bz2文件，例如linux-2.2.16tar.bz2，使用命令 #bzip2 -d linux-2.2.16tar.bz2 #tar -xvf linux-2.2.16tar 現(xiàn)在再來看一下/usr/src下的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在有了一個名為linux的目錄，里面就是需要升級到的版本的內(nèi)核的源程序。還記得那個名為linux的鏈接么？之所以使用那個鏈接就是防止在升級內(nèi)核的時候會不慎把原來版本內(nèi)核的源程序給覆蓋掉了。現(xiàn)在也需要同樣處理： #mv linux linux-2.2.16 #ln -s linux-2.2.16 linux 如果還下載了patch文件，比如patch-2.2.16，就可以進行patch操作（下面假設(shè)patch-2.2.16已經(jīng)位于/usr/src目錄下了，否則需要先把該文件拷貝到/usr/src下）： #patch -p0 < patch-2.2.16 第二部分 準(zhǔn)備主機板和相關(guān)硬件的說明手冊 其實也不用太詳細(xì)，只要知道您的硬件是屬于哪一類型就行了。例如：有一張SCSI卡，那就要知道這張卡的名字，有一臺cd-rom,就要知道這臺光驅(qū)是哪一種牌子的，是否為標(biāo)準(zhǔn)的IDE/ATAPI界面，還是另有專屬接口卡呢？或者，主機版是否有支持Triton芯片（通常586以上的電腦常有），這些信息能幫助我們，使得設(shè)定變得清楚且容易。因此，不管您有什么使用手冊，準(zhǔn)備好吧。即使現(xiàn)在不用，將來還是會用到的（設(shè)X－window system時要顯示卡的手冊）。 第三部分 檢查聲卡的IRQ設(shè)定和其種類 如果配有一張聲卡，除了要知道卡的種類外（例如 Sound Blaster）還需要知道這張卡的IRQ地址。一般來說，盧卡的IRQ地址是5或7而IO地址則為220。DMA則l，不過，有時不同的聲卡可能會有不同的設(shè)定。因為稍后的選項里，就會要填入這些數(shù)字。 第四部分 編譯核心的硬件需求 在編譯核心時，確定您的RAM最好在8MB以上， 否則可能會很慢而且問題會很多，記得查看swap有沒有打開（用free指令）。此外，最好不要超頻，不然很有可能會發(fā)生signal 11的錯誤，使得編到一半的核心停了下來，其實編譯核心就好比編譯程序一樣，只是因為構(gòu)成核心的程序太多了，因此我們能小心盡量小心。 第二章 內(nèi)核編譯的流程 概述編譯的流程： 編譯開始----- make mrproper;檢查所需的連接 配置核心 編譯核心 編輯/etc/lilo.conf 重新啟動新核心 重新啟動機器 發(fā)現(xiàn)并修理故障（仔細(xì)看我的文章，應(yīng)該沒多少問題了） 第一節(jié) 編譯開始 通常要運行的第一個命令是： #cd /usr/src/linux #make mrproper 該命令確保源代碼目錄下沒有不正確的目標(biāo).o文件以及文件的互相依賴。如使用剛下載的完整的源程序包進行編譯，本步可以省略。而如果多次使用了這些源程序編譯內(nèi)核，那么最好要先運行一下這個命令。 確保/usr/include/目錄下的asm、linux和scsi等鏈接是指向要升級的內(nèi)核源代碼的。它們分別鏈向源代碼目錄下的真正的、該計算機體系結(jié)構(gòu)（對于PC機來說，使用的體系結(jié)構(gòu)是i386）所需要的真正的include子目錄。如：asm指向/usr/src/linux/include /asm-i386等。若沒有這些鏈接，就需要手工創(chuàng)建，按照下面的步驟進行： # cd /usr/include # rm -r asm linux scsi # ln -s /usr/src/linux/include/asm-i386 asm # ln -s /usr/src/linux/include/linux linux # ln -s /usr/src/linux/include/scsi scsi 這是配置非常重要的一部分。刪除掉/usr/include下的asm、linux和scsi鏈接后，再創(chuàng)建新的鏈接指向新內(nèi)核源代碼目錄下的同名的目錄。這些頭文件目錄包含著保證內(nèi)核在系統(tǒng)上正確編譯所需要的重要的頭文件。也是上面又在/usr/src下"多余"地創(chuàng)建了個名為linux的鏈接的原因之一. 一旦萬事俱備，轉(zhuǎn)到/usr/src/linux。現(xiàn)在你也許想停下細(xì)讀一下文檔文件，實際上如果你有些特別的硬件，或幾種光驅(qū)驅(qū)動程需要自己動手設(shè)置，他們通常這樣做，當(dāng)引導(dǎo)時這些驅(qū)動程序?qū)⒔o出警告，這并不礙事他們照常工作少，閱讀擴展名為.txt .h .c的文件。通常我發(fā)現(xiàn)他們具有共性且易于配置。如果你不想冒險，你沒必要做。記住你照樣可以解開tar文件(或再次安裝.rpm文件)恢復(fù)前的文件。 第二節(jié) 配置內(nèi)核 核心內(nèi)容 接下來的內(nèi)核配置過程比較煩瑣，但是配置的適當(dāng)與否與日后Linux的運行直接相關(guān)，有必要了解一下選項的設(shè)置。 配置內(nèi)核可以根據(jù)需要與愛好使用下面命令中的一個： #make config （基于文本的最為傳統(tǒng)的配置界面，不推薦使用） #make menuconfig（基于文本選單的配置界面，字符終端下推薦使用，必須安裝ncurses-dev和tk4-dev庫） #make xconfig （基于圖形窗口模式的配置界面，Xwindow下推薦使用） #make oldconfig （如果只想在原來內(nèi)核配置的基礎(chǔ)上修改一些小地方，會省去不少麻煩） 如果不能使用Xwindow，那么就使用make menuconfig好了。界面雖然比上面一個差點，總比make config的要好多了。選擇相應(yīng)的配置時，有三種選擇，它們分別代表的含義如下： Y－-將該功能編譯進內(nèi)核 N－-不將該功能編譯進內(nèi)核 M－-將該功能編譯成可以在需要時動態(tài)插入到內(nèi)核中的模塊 在每一個選項前都有個括號, 但有的是中括號有的是尖括號，還有一種圓括號。 用空格鍵選擇時可以發(fā)現(xiàn)，中括號里要么是空，要么是"*"，而尖括號里可以是空，"*"和"M"。這表示前者對應(yīng)的項要么不要，要么編譯到內(nèi)核里；后者則多一樣選擇，可以編譯成模塊。而圓括號的內(nèi)容是要在所提供的幾個選項中選擇一項。在編譯內(nèi)核的過程中，最煩雜的事情就是這步配置工作了，不清楚到底該如何選取這些選項。實際上在配置時，大部分選項可以使用其缺省值，只有小部分需要根據(jù)用戶不同的需要選擇。選擇的原則是將與內(nèi)核其它部分關(guān)系較遠且不經(jīng)常使用的部分功能代碼編譯成為可加載模塊，有利于減小內(nèi)核的長度，減小內(nèi)核消耗的內(nèi)存，簡化該功能相應(yīng)的環(huán)境改變時對內(nèi)核的影響；不需要的功能就不要選；與內(nèi)核關(guān)心緊密而且經(jīng)常使用的部分功能代碼直接編譯到內(nèi)核中。下面對選項分別加以介紹。 1．Code maturity level options代碼成熟等級 此處只有一項：prompt for development and/or incomplete code/drivers，如果要試驗現(xiàn)在仍處于實驗階段的功能，比如khttpd、IPv6等，就必須把該項選擇為Y了；否則可以把它選擇為N。 在Linux的世界里，每天都有許多人為它發(fā)展支持的 driver和加強它的核心。但是有些driver還沒進入穩(wěn)定的階段。但其作者很歡迎其他人去測試這些driver并提出一些bugs。這個問題是說，有一些drive還在做測試中，問您是否要選擇這些drive或支持的程序碼。 如果鍵入Y，往后將會出現(xiàn)一些還在測試中的東西給您做選擇。（像Java的程序碼和PCI bridge），臺則就鍵入N。 2. Processor type and features處理器類型和特色 #Processor family (386, 486/Cx486, 586/K5/5x86/6x86, Pentium/K6/TSC,PPro /6x86MX) [PPro/6x86MX] ------選擇處理器類型，缺省為Ppro/6x86MX。它會對每種CPU做最佳化，讓它跑得快又好。一般來說，沒有選擇正確的CPU并不會有重大的影響（特別是選擇386 ，這樣編譯出來的核心也許會比較小但它的速度可能就會變慢了）。所以，最好要知道您的CPU是哪一種。不過，如果您的gCC編譯器是2.7.0版以前的。那么只能選擇386或是486。 #High Memory Support------內(nèi)核支持的最大內(nèi)存數(shù)，缺省為1G。可以支持到4G、6.4G，一般可以不選. #Math emulation------這項詢問是否需L1nux核心模擬數(shù)學(xué)浮點運算器。如果有486Dx、AMD以及Pentium機器的話，這個選項就不必選了，因為它們都有內(nèi)建的浮點運算器。協(xié)處理器是在386時代的寵兒，現(xiàn)在早已不用了。不過，對于有內(nèi)建浮點運算器的人來說，選了這個選項并不會因此讓內(nèi)建的浮點運算器失效。但它會增大核心約45KB。 #MTTR （memory type range register）support------選擇該選項，系統(tǒng)將生成/proc/mtrr文件對 MTRR進行管理，供X server使用。同時用來啟動pentinum pro和pentinum II 的特殊功能，如果你用的不是這類CPU就選 N，否則也僅僅是使內(nèi)核變大而已。 #Symmetric multi-processing support------對稱多處理支持。除非有多個CPU，否則就不用選了。 3. Loadable module support對模塊的支持. 首先，了解一點關(guān)于模塊的知識。模塊就像你特意插入核心中的某些東西，如果辦公室有一個小網(wǎng)絡(luò)并且有時想用一下(但并不經(jīng)常)，也許你想把網(wǎng)卡編譯成一個模塊。使用這個模塊，機器必運行和存取/libs下的模塊，意思是驅(qū)動程序(IDE,SCSI等但必須是NFS支持的網(wǎng)卡)，文件系統(tǒng)(通常是ext2但也可以是nfs)和核心類型(最好是elf)必須編譯在內(nèi)核并且不能是模塊，模塊只有核心引導(dǎo)時才起作用，驅(qū)動程序(來網(wǎng)絡(luò))的存取，和文件系統(tǒng)安裝。這些文件必須編譯在核心內(nèi)否則將能安裝啟動分區(qū)。如果安裝啟動分區(qū)和網(wǎng)絡(luò)，你需要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)文件，和己經(jīng)編譯的網(wǎng)卡。為什么要使用模塊? 模塊化使核心變的更簡捷，它減少核心釋放大量的受保護的空間。模塊的安裝和卸載使用的空間是可重復(fù)分配利用的。如果你打開機器有90%以上的時間用到一個模塊，編譯它。運用這類模塊是浪費內(nèi)存的，原因是一旦你編譯了模塊它們同樣將占用大量的內(nèi)存，核心需要一些代碼來掛上模塊。記住，核心在保護空間運行，但模塊并不是。這么說，并不經(jīng)常使用我的設(shè)備，把它編譯成只支持ext2,ide和elf。而一直使用的網(wǎng)卡，把其它的編譯成模塊：如 a.out, java, floppy, iso9960, msdos, minix, vfat,smb,nfs,smcultra(ethernetcard),serial,printer,sound,ppp, 等等。它們許多只是在這或那用上那么幾分鐘。嚴(yán)格的說,這樣做會使核心增大許多而降低它的執(zhí)行速度。這時我們就可以把這些可能會用的驅(qū)動程序編譯成一個— 個的模塊，在需要用的時候才用insmod這個指令加入核心，不用的時候也能rmmod把它從核心移除，或是用lsmod察看目前所載入的模塊。這里面有三項： #Enable loadable module support------除非準(zhǔn)備把所有需要的內(nèi)容都編譯到內(nèi)核里面，否則該項應(yīng)該是必選的。 #Set version information on all module symbols------通常，我們更新核心版本之后，模塊耍重新的編譯。這個選項使您不必更新編譯模塊而能使用以前的模塊。可以不選它。但如果您選y，則按照它的說明，您必須有g(shù)enksyms這個程序（可用 whereis指令查看有無此程序）。 #Kernel module loader------讓內(nèi)核在啟動時有自己裝入必需模塊的能力，建議選上。 注意：在開機就會 mount 上來的 partition 的 FS 、device driver 記得要 compiler 進 kernel，不能把它弄成 modules。請不要夸張到為了完全模組化而忘了把ext2fs和IDE dirver compiler 進 kernel 里。 #Support for hot-pluggabel devices ------熱插拔設(shè)備支持。支持的不是太好，可不選。 #PCMCIA/CardBus support------PCMCIA/CardBus支持。有PCMCIA就必選了。 #PCI bridge optimization (experimental) ------在某些支持BIOS上，它能讓存取速度加快，建議是選Y。 #Backward-compatible /proc/pci------設(shè)備兼容，自己看help。 #System V IPC 如果將來想編譯dosemu（DOS模擬器），則這個選項一定要選，它是一個讓各個程序（process）同步且能彼此交換數(shù)據(jù)的函數(shù)庫和一些系統(tǒng)的調(diào)用，沒它，很多的程序?qū)䶮o法執(zhí)行。 #BSD Process Accounting------ #Sysctl support------除非你的內(nèi)存少的可憐，否則你應(yīng)該啟動這個功能，啟用該選項后內(nèi)核會大8K，但能讓你直接改變內(nèi)核的參數(shù)而不必重新開機。 #Kernel support for A.OUT binaries ------a．out的執(zhí)行文件是比較古老的可執(zhí)行碼，用在比較早期的 UNIX系統(tǒng)上。Linux最初也是使用這種碼來執(zhí)行程序，一直到ELF格式的可執(zhí)行碼出來后，有愈來俞多的程序碼隨著ELF格式的優(yōu)點而變成了ELF的可執(zhí)碼。將來勢必完全取代a．out格式的可執(zhí)行碼。但目前由于沿有許多的程序還沒有取代過來，所以只好選擇Y，等將來有一天，全部的程序都變成了ELF 的天下時，那時再disable掉。 |
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