第三部分 Linux内核分析与移植
Linux内核裁剪移植——内核的主要组成部分
接口。 虚拟文件系统隐藏了不同类型硬件的具体细节,为所有的硬件设备提供了一个标准的接口,
VFS提供了十多种不同类型的文件系统。
Linux内核裁剪移植——内核的主要组成部分 5
网络接口提供了对各种网络标准的存取和各种网络硬件的支持。 进程通信部分用于支持进程间各种不同的通信机制。 进程调度处于核心位置,内核的其他子系统都要依赖它,因为每个子系统都存在进程挂起或恢
Linux内核裁剪移植 ——内核的主要组成部分
Linux内核裁剪移植——内核的主要组成部分 2
内核,即操作系统。它为底层的可编程部件提供服务,为上层应用程序提供执行环境。 内核裁剪就是对这些功能进行裁剪,选取满足特定平台和需求的功能。不同的硬件平台对内核
要求也不同,因此从一个平台到另一个平台需要对内核进行重新配置和编译。 操作系统从一个平台过渡到另一个平台称为移植。 Linux是一款平台适应性且容易裁剪的操作系统,因此Linux在嵌入式系统得到了广泛的应用。
Linux内核裁剪移植——内核的主要组成部分 3
Linux内核主要的5个部分:进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口、进程通信。在系 统移植的时候,它们是内核的基本元素。
Linux内核裁剪移植——内核的主要组成部分 4
进程调度部分负责控制进程对CPU的访问。 内存管理允许多个进程安全地共享主内存区域。内存管理从逻核的主要组成部分 7
虚拟文件系统与网络接口之间的关系: ➢ 虚拟文件系统通过依赖网络接口支持网络文件系统(NFS) ➢ 也通过依赖内存管理支持RAMDISK设备。
内存管理与虚拟文件系统之间的关系: ➢ 内存管理利用虚拟文件系统支持交换 ➢ 交换进程定期地由调度程序调度,这也是内存管理依赖于进程调度的唯一原因。 ➢ 当一个进程存取的内存映射被换出时,内存管理将会向文件系统发出请求,同时,挂起当 前正在运行的进程。
基于ARM平台Linux内核移植论文
基于ARM平台的Linux内核移植中图分类号:tp 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2011)10-0204-01摘要:linux是一个可移植性非常好的操作系统,它广泛支持了许多不同体系结构的计算机。
可移植性是指代码从一种体系结构移植到另外一种不同的体系结构上的方便程度。
本文介绍了基于arm 开发板的linux内核移植过程,主要包括二方面的内容:交叉编译器的安装、内核的配置与移植。
本文要求读者具备一定的linux操作系统使用经验。
关键词:移植内核 linux一、概述一个嵌入式linux系统的启动顺序可以分为四步:1、引导加载程序(bootloader)。
2、加载linux内核。
3、挂载根文件系统。
4、运行应用程序。
所以要想使linux内核在开发板上运行,就必须对以上四步的相关源代码进行移植操作,使其可运行于嵌入式平台。
本文主要介绍内核移植部分,其余部分可参考相应书箱或文档。
二、开发环境的建立2.1、安装虚拟机、fedora13操作系统及相关的开发工具(gcc、gedit等),本文的所有操作均是在这种开发环境下进行,本文的工作目录为 \work,且都是在root权限下操作。
2.2、交叉编译器(arm-linux-gcc)的安装。
交叉编译器是嵌入式linux开发的基础,后续的移植过程都要用到此编译器,在linux pc平台下,利用arm-linux-gcc编译器可编译出针对arm linux平台的可执行代码。
安装过程如下:a、网上获取arm-linux-gcc-4.3.2.tgz源代码包并保存于/work 目录中。
b、解压命令(tar xvzf arm-linux-gcc-4.3.2.tgz -c /)注意上面的命令必须是大写c且后面有个空格,这样将源代码解压至目录/usr/local/arm/4.3.2中。
c、配置编译环境路径。
输入命令(gedit /root/.bashrc)打开.bashrc文件,在最后一行加入如下内容:exportpath=/usr/local/arm/4.3.2/bin:$path保存关闭文件,用root重新登录系统,输入命令:(arm-linux-gcc –v)如果安装成功将会显示arm-linux-gcc的版本号。
实验5-3 Linux 内核移植实验
实验 5-3 Linux-2.6.28移植实验【实验目的】熟悉Linux-2.6.28移植过程。
【实验步骤】第一步:从/pub/linux/kernel/v2.6下载linux-2.6.28.tar.bz2压缩文件(或光盘中提供);【图5-3-1】第二步:将linux-2.6.28.tar.bz2压缩文件复制到Linux工作目录;第三步:在Linux下利用tar jxvf linux-2.6.28.tar.bz2命令解压linux-2.6.28.tar.bz2压缩文件。
第四步:进入解压后的linux-2.6.28目录下,利用vi编辑工具修改linux-2.6.28目录下的顶层Makefile文件。
第五步:修改linux-2.6.28目录下的顶层Makefile文件,设置编译linux操作系统的CPU体系架构变量ARCH 和所使用的交叉编译工具链变量CROSS_COMPILE(注:实验使用arm-linux交叉编译工具链 4.2.1版本,可从/pub/snapgear/tools/arm-linux/下载arm-linux-tools-20070808.tar.gz压缩文件,解压到/OPT目录下)。
改为ARCH ?= armCROSS_COMPILE ?=/opt/usr/local/bin/arm-linux-【图5-3-2】第六步:将linux-2.6.28目录下的arch/arm/configs/mainstone_defconfig文件复制为xsbase270_defconfig文件。
第七步:在linux-2.6.28/arch/arm/mach-pxa目录下增加一个xsbase270.c文件(实际上从该目录下的mainstone.c复制而来.也可以直接复制实验代码中的文件),然后根据实际平台进行修改。
第八步:修改linux-2.6.28\arch\arm\mach-pxa目录下的Makefile文件,增加编译xsbase270.c 的编译选项,即:obj-$(CONFIG_MACH_XSBASE270) += xsbase270.o。
Linux2.6内核移植系列教程
Linux2.6内核移植系列教程第一:Linux 2.6内核在S3C2440平台上移植此教程适合2.6.38之前的版本,其中2.6.35之前使用同一yaffs补丁包,2.6.36--2.6.28 yaffs文件系统有所改变,2.6.39之后的暂时不支持,源码下载请到:/1.解压linux-2.6.34.tar.bz2源码包#tar jxvf linux-2.6.34.tar.bz22.修改linux-2.6.34/Makefile文件,在makefile中找到以下两条信息并做修改ARCH ? =armCROSS_COMPILE?=/usr/local/arm/4.3.2/bin/arm-linux-注意:交叉编译器的环境变量也需要改为4.3.2#export PATH=/usr/local/arm/4.3.2/bin/:$PATH其中ARCH变量用来决定:配置、编译时读取Linux源码arch目录下哪个体系结构的文件PATH 用来决定交叉编译器版本3.修改机器类型ID号Linux源码中支持多种平台的配置信息,内核会根据bootloader传进来的mach-types决定那份平台的代码起作用,本人手里的板子是仿照三星公司官方给出的demo板改版而来,所以采用arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c此配置文件,打开此文件,翻到最后,有以下信息:MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")/* Maintainer: Ben Dooks <ben@> */.phys_io= S3C2410_PA_UART,.io_pg_offst= (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,.boot_params= S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,.init_irq= s3c24xx_init_irq,.map_io= smdk2440_map_io,.init_machine= smdk2440_machine_init,.timer= &s3c24xx_timer,MACHINE_ENDMACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")决定了此板子的mach-types,可以在以下文件中找到S3C2440对应的具体数字,"arch/arm/tools/mach-types"文件查找S3C2440,362,这里刚好与我们的bootloader相同,所以不用做修改,直接保存退出即可,如果不同则根据bootloader的内容修改此文件,或根据此文件修改boorloader的内容(在vivi中可通过param show查看,u-boot在Y:\test\u-boot_src\u-boot_edu-2010.06\board\samsung\unsp2440\unsp2440.c文件:gd->bd->bi_arch_number = MACH_TYPE_S3C2440;中决定)。
嵌入式Linux内核的编译与移植
计算技术与 自动化 ・
嵌入式 L u i x内核 的编译与移植 n
孙 昌霞, 郭玉峰
( 南农业大学信息与管理科学学 院, 河南 河
摘
郑州 4 0 0 ) 5 0 2
要: 嵌入式 系统是一 个高起点 的技 术领域 , 而嵌入式 Ln x以 多方 面的优势 已成 为嵌 入式 系统领域研 究的一 个热点. iu 本文 首
# xot P T ¥ A H: sl a am 29 .bn epr A H: P T / ro l r /. 3 i,其 中: s u /c / 5/ /r u/
3 aex ng 基 于图形 窗 口模 式 的配 置界面 , wno ) k c f: m oi Xi w d
卜 ae o of : d i cn g配置 文件 , 只要求用 i 并且 户设定前次没有设定过的选项。 在这 4 方法 中, k e uof 种 mae m n eni g使用最为广泛 , 这里本文 也选择使用 m k n cn g的配置方 法.选择相应 的配置 时 , a emeuo f i 有三种选择 , 它们 分别代表 的含义如下:
使用 的功 能直接编译到 内核中, 比如网卡 、 光驱等。 3 . 2内核的配置 内核的配置过程其 实就是内核裁 剪的过程 , 嵌人式 Ln x内 iu 核要针对具体 的嵌入式设 备平 台软硬件需要, 裁减掉一些不必
要的功能后 , 这样可 以更 好 的节省 系统资源 , 提高 系统运行
“ ” 将该功能编译 进内核 Y一
lcl n , oa n为交叉编译 器的安装 目录。 /
“ " 不将该功能编译进 内核 N-
3 内核 编译
建立交 叉开发环 境之后,就可 以编译嵌 入式 L 的 内核 i 了。通常编译 嵌入式 Ln 内核都是通过不 同的 mae iu k 命令来实 现 的,它 的执行 配置 文件就 是通 常所说 的 Ma l,而不 同的 kf i M kf。 。 l 又通过互相 的依赖关系构成一个 统一的整体 去完成建 i 立依存关系 、 建立 内核等功能。
嵌入式linux系统分析及snmpd移植
基于Linux/Net-Snmp构建DMS系统图1显示了典型的DMS系统结构图,其中中央电脑与DMS控制器之间的通信必须是基于NTCIP的。
同时,我们也可以在现场直接通过串口来控制控制器。
图1:典型的DMS系统框架在应用层,NTCIP建议使用SNMP协议来管理网络内的不同终端。
SNMP的工作模式是基于管理工作站/代理模式的。
运行网络管理程序的主机成为管理工作站,就是NTCIP网络内的中央电脑(管理中心);运行代理程序的网络设备就是我们的代理,也就是我们这里的DMS控制器。
SNMP的数据以一种标准化的层次结构进行布置。
这种强制的组织方式使数据空间既保持了通用性又保持了可扩展性。
命名的层次结构由MIB(管理信息库)组成,它是描述通过SNMP可访问的数据的结构化文本文件。
MIB包含了对特定数据变量的说明,数据变量用被称作对象标识符(OID)的名字来引用。
但是MIB只是一个给管理数据命名的约定。
SNMP名字空间和设备实际状态之间的映射关系必须由代理端代码支持才有用(包括代理的扩展开发和代理的应用程序开发)。
一、Net-Snmp在网络设备上我们使用的是基于Linux的net-snmp。
net-snmp除了提供用于响应管理站的代理程序snmpd外,还提供了一些命令行工具和一个可用于开发支持SNMP的应用程序的库组成。
在linux下通过命令行可以很方便的调用这些工具,在我们进行代理端的扩展开发时,可以使用它们来进行测试。
而开发下位机应用程序时,使用的就是该库提供的API。
下面的工作主要是在PC-Linux上完成的,在后续的工作中会逐渐的把它移植到嵌入式的开发板上。
安装完Net-Snmp后,我们需要修改代理的配置文件snmpd.conf,图2是修改前和修改后的对比。
首先ip地址的修改是指明snmpd支持的主机(即可以访问本代理的主机);把MyROGroup改成MyRWGroup,这样代理就支持了管理站对自己的写(set)操作。
Linux 内核配置机制(make menuconfig、Kconfig、makefile)讲解
printk(KERN_WARNING fmt, ##arg) printk(KERN_DEBUG fmt, ##arg)
/* Module Init & Exit function */ static int __init myModule_init(void) {
/* Module init code */ PRINTK("myModule_init\n"); return 0;
图形
工具
前面我们介绍模块编程的时候介绍了驱动进入内核有两种方式:模块和直接编译进内核,并介绍 了模块的一种编译方式——在一个独立的文件夹通过makefile配合内核源码路径完成
那么如何将驱动直接编译进内核呢? 在我们实际内核的移植配置过程中经常听说的内核裁剪又是怎么麽回事呢? 我们在进行linux内核配置的时候经常会执行make menuconfig这个命令,然后屏幕上会出现以下 界面:
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dianhuiren
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《这些年,我们读过的技术经典图书》主题有奖征文 经理
这些配置工具都是使用脚本语言,如 Tcl/TK、Perl 编写的(也包含一些用 C 编写的代码)。本文
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2012年04月 (6) 2012年03月 (15) 2012年02月 (16)
并不是对配置系统本身进行分析,而是介绍如何使用配置系统。所以,除非是配置系统的维护者,一般 的内核开发者无须了解它们的原理,只需要知道如何编写 Makefile 和配置文件就可以。
Linux内核分析及编程
其中基于sparc64平台的Linux用户空间可以运行32位代码,用户空间指针是32位宽的,但内核空间是64位的。
内核中的地址是unsigned long类型,指针大小和long类型相同。
内核提供下列数据类型。
所有类型在头文件<asm/types.h>中声明,这个文件又被头文件<Linux/types.h>所包含。
下面是include/asm/types.h文件。
#ifndef _I386_TYPES_H#define _I386_TYPES_H#ifndef __ASSEMBLY__typedef unsigned short umode_t;// 下面__xx类型不会损害POSIX 名字空间,在头文件使用它们,可以输出给用户空间typedef __signed__ char __s8;typedef unsigned char __u8;typedef __signed__ short __s16;typedef unsigned short __u16;typedef __signed__ int __s32;typedef unsigned int __u32;#if defined(__GNUC__) && !defined(__STRICT_ANSI__)typedef __signed__ long long __s64;typedef unsigned long long __u64;#endif#endif /* __ASSEMBLY__ *///下面的类型只用在内核中,否则会产生名字空间崩溃#ifdef __KERNEL__#define BITS_PER_LONG 32#ifndef __ASSEMBLY__#include <Linux/config.h>typedef signed char s8;typedef unsigned char u8;typedef signed short s16;typedef unsigned short u16;typedef signed int s32;typedef unsigned int u32;typedef signed long long s64;typedef unsigned long long u64;/* DMA addresses come in generic and 64-bit flavours. */ #ifdef CONFIG_HIGHMEM64Gtypedef u64 dma_addr_t;#elsetypedef u32 dma_addr_t;#endiftypedef u64 dma64_addr_t;#ifdef CONFIG_LBDtypedef u64 sector_t;#define HAVE_SECTOR_T#endiftypedef unsigned short kmem_bufctl_t;#endif /* __ASSEMBLY__ */#endif /* __KERNEL__ */#endif下面是Linux/types.h的部分定义。
linux内核分析课后答案
linux内核分析课后答案Linux是将应用层序的请求传递给硬件,并充当底层驱动程序,对系统中的各种设备和组件进行寻址。
支持模块的动态装卸(裁剪)。
Linux内核就是基于这个策略实现的。
Linux进程1.采用层次结构,每个进程都依赖于一个父进程。
内核启动init程序作为第一个进程。
该进程负责进一步的系统初始化操作。
init进程是进程树的根,所有的进程都直接或者间接起源于该进程。
从技术层面讲,内核是硬件与软件之间的一个中间层。
作用是将应用层序的请求传递给硬件,并充当底层驱动程序,对系统中的各种设备和组件进行寻址。
从应用程序的层面讲,应用程序与硬件没有联系,只与内核有联系,内核是应用程序知道的层次中的最底层。
在实际工作中内核抽象了相关细节。
内核是一个资源管理程序。
负责将可用的共享资源(CPU时间、磁盘空间、网络连接等)分配得到各个系统进程。
内核就像一个库,提供了一组面向系统的命令。
系统调用对于应用程序来说,就像调用普通函数一样。
Linux 内核可以进一步划分成 3 层。
最上面是系统调用接口,它实现了一些基本的功能,例如 read 和 write。
系统调用接口之下是内核代码,可以更精确地定义为独立于体系结构的内核代码。
这些代码是 Linux 所支持的所有处理器体系结构所通用的。
在这些代码之下是依赖于体系结构的代码,构成了通常称为 BSP(Board SupportPackage)的部分。
这些代码用作给定体系结构的处理器和特定于平台的代码。
Linux 内核实现了很多重要的体系结构属性。
在或高或低的层次上,内核被划分为多个子系统。
Linux 也可以看作是一个整体,因为它会将所有这些基本服务都集成到内核中。
这与微内核的体系结构不同,后者会提供一些基本的服务,例如通信、I/O、内存和进程管理,更具体的服务都是插入到微内核层中的。
每种内核都有自己的优点,不过这里并不对此进行讨论。
随着时间的流逝,Linux 内核在内存和 CPU 使用方面具有较高的效率,并且非常稳定。
基于ARM平台的Linux内核分析与移植研究
是 Ln x iu 支持的体系结构的简称 2 . 在 .3 6 2的 内核代码
中 已经 完 全 包 含 了对 S C 4 0 件 体 系 的支 持 Ln x 3 24 硬 iu
内核 主要 由 5个 子 系 统 组 成 : 程 调 度 、 进 内存 管 理 、 虚
拟文件 系统 、 网络接 口、 进程 间通信 。 iu Ln x内核代码非 常庞大 , 整体代码结构如 图 1 所示 。
3 编 译 内核
内 核 编 译 的方 式 与 引 导 程 序 移 植 大 体 相 同 .利 用
m k m g 命 令 即 可 进 行 编 译 。 当 编 译 完 成后 , 编 a ez ae l 把 译 生 成 的 映 像 z ae 过 VV 下 载 到 硬 件 平 台上 . l g通 m II 就
体 的研 究和 开 发 , 并对 内核 进 行 相 应 的修 改 和优 化 。通 过 配置 、 译 完成 整 个移 植 过 程 . 编 为
Ln x 内 核 移 植 提 供 借 鉴 。 iu
关 键 词 :Ln x 内核 ;¥ C2 4 A;内核 移 植 ;Neftr iu 3 40 tl ie
nt 而 ¥ C 4 0 理 器 包 含 了 MM i, 3 24 处 1 U模 块 , 以需 要 针 所 对 该 体 系结 构选 择 对 Ln x内核 对 MMU模 块 的 支 持 。 iu dvr: 目录 包 含 了 内 核 中 所 有 的 设 备 驱 动 程 i s该 e 序 。该 目录 占据 了 L u i x内核 的 大部 分 代码 , 常 庞大 。 n 非 是 进行 内核移 植 时需 要 重点 关 注 的 目录 . 如 L D显 示 例 C 驱 动程 序 、 摸屏 驱 动程 序 等 源代 码都 放 在该 目录下 。 触
LINUX移植和编译实验,实验六Linux内核移植实验.doc
LINUX移植和编译实验,实验六Linux内核移植实验.doc实验六Linux内核移植实验实验六 Linux内核移植实验⼀、实验⽬的1. 掌握交叉编译环境的建⽴和使⽤;2. 熟悉 Linux 开发环境,掌握 Linux 内核的配置和裁减;3. 了解 Linux 的启动过程。
⼆、实验环境预装Fedora10的pc机⼀台,CVT-A8系列实验箱$cd /opt/cvtech/kernel-s5pv210$make menuconfig如下图所⽰,在提⽰框中键⼊ config-s5pv210-b4y2 配置⽂件名,然后选择“Ok”确认,将退回到主菜单。
然后按“Esc”键退出,并将提⽰是否保存,请选择“Yes”保存。
2.编译:可以通过 make 或者 make zImage 进⾏编译,它们的差别在于 make zImage将 make ⽣成的核⼼进⾏压缩,并加⼊⼀段解压的启动代码,本实验采⽤ make zImage 编译。
$make zImage⽣成的 Linux 映像⽂件 zImage 保存在/opt/cvtech/kernel-s5pv210/arch/arm/boot/⽬录下。
5. 下载 Linux 核⼼并运⾏编译成功后的 Linux 核⼼为/opt/cvtech/kernel-s5pv210/arch/arm/boot/zImage。
通过 u-boot将该核⼼ zImage 下载到 SDRAM 中。
具体步骤:1. 编译 Linux 核⼼;$cd /opt/cvtech/kernel-s5pv210$make menuconfig选择“Load an Alternate Configuration File”,加载 config-s5pv210-b4y2 配置⽂件,保存并退出。
$make zImage编译成功后,拷贝 zImage 到下载⽬录$cp /opt/cvtech/kernel-s5pv210/arch/arm/boot/zImage /mnt/hgfs/share2. 下载 Linux 核⼼并运⾏。
描述Linux内核的移植过程
描述Linux内核的移植过程
Linux内核的移植过程可以分为以下几个步骤:
1. 确定目标平台:首先需要确定要将Linux内核移植到哪个目标平台上,这个平台可以是嵌入式设备、服务器、桌面电脑等。
2. 获取源代码:从Linux官网或其他开源代码库获取Linux内核的源代码。
3. 配置内核:根据目标平台的硬件特性和需求,对内核进行配置。
可以使用make menuconfig、make xconfig或make config等命令进行配置。
4. 编译内核:使用交叉编译工具链对内核进行编译。
交叉编译工具链是一组针对特定平台的编译器、链接器、调试器等工具,可以在开发主机上编译生成目标平台上的可执行文件。
5. 生成镜像文件:将编译生成的内核、设备树、启动程序等文件打包成一个镜像文件。
镜像文件的格式可以是uImage、zImage、vmlinux等。
6. 烧录镜像文件:将生成的镜像文件烧录到目标平台的存储设备上,例如闪存、SD卡、硬盘等。
可以使用dd、fastboot、flash等命令进行烧录。
7. 启动内核:将目标平台连接到开发主机,通过串口或网络连接进行调试和启动。
可以使用bootloader或者直接从存储设备启动内核。
8. 调试内核:在目标平台上运行内核时,可能会遇到各种问题,例如驱动不兼容、内存泄漏、死锁等。
需要使用调试工具对内核进行调试,例如gdb、kgdb、strace等。
以上就是Linux内核的移植过程,需要根据具体的目标平台和需求进行调整和优化。
linux移植的一般过程
linux移植的一般过程
1.硬件平台的分析:对要移植的硬件平台进行分析,了解其处理器架构、内存结构、设备接口等硬件特性。
2. 内核选择和配置:根据硬件平台的特性选择相应的Linux内核版本,并进行配置,包括启用或禁用某些功能、添加驱动程序等。
3. 引导程序开发:根据硬件平台的启动方式,开发或适配引导程序(bootloader),负责加载内核和设备驱动程序。
4. 设备驱动程序的开发或适配:根据硬件平台的设备特性,开发或适配相应的设备驱动程序,使其能够被内核识别和使用。
5. 文件系统的制作:根据硬件平台的存储设备特性,制作相应的文件系统,包括文件系统类型、文件系统结构、文件系统大小等。
6. 应用程序的移植:根据硬件平台的特性,移植相应的应用程序,确保其能够正常运行。
7. 调试和优化:进行测试和调试,解决可能出现的问题,并优化系统性能。
8. 发布和维护:完成移植后,进行发布和维护工作,包括文档编写、系统更新等。
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linux内核原理
linux内核原理Linux内核是一种开源的操作系统内核,它是操作系统最底层的部分,负责管理计算机的各种硬件资源并提供给其他软件运行所需的服务。
本文将介绍Linux内核的原理,包括其架构、进程管理、内存管理和文件系统等方面。
Linux内核的架构是以模块化的方式设计的,主要由核心模块、设备驱动程序、文件系统和网络协议栈等组成。
核心模块是内核的主要部分,负责处理系统调用、进程管理和内存管理等功能。
设备驱动程序用于管理和控制计算机的硬件设备,文件系统用于管理计算机上的文件和目录,而网络协议栈则是负责处理网络通信的部分。
进程管理是Linux内核的核心功能之一、进程是指在运行中的程序,Linux内核通过进程管理功能来创建、调度和终止进程。
每个进程都有自己的进程控制块(PCB),内核利用PCB保存进程的状态信息,包括进程的代码、数据、堆栈和打开的文件等。
内存管理是Linux内核的另一个重要功能。
内核通过内存管理功能来为进程分配和管理内存。
Linux内核使用虚拟内存技术,将物理内存分成固定大小的页,并为每个进程分配虚拟地址空间。
内核通过页表来管理虚拟地址空间和物理内存之间的映射关系,以实现进程之间的隔离和保护。
文件系统是Linux内核的一个重要组成部分。
Linux内核支持多种文件系统,包括常见的ext4、NTFS和FAT等。
文件系统管理计算机上的文件和目录,通过文件系统接口提供对文件的读写和操作。
Linux内核利用文件描述符来标识打开的文件,并通过虚拟文件系统层将文件系统的具体实现与应用程序解耦。
除了上述功能,Linux内核还负责处理中断和系统调用等事件。
中断是计算机硬件的一种机制,用于通知内核有特定的事件发生,如硬件故障或外部设备的输入。
内核通过注册中断处理程序来响应中断事件,并进行相应的处理。
系统调用是应用程序与内核之间的接口,应用程序可以通过系统调用请求内核执行特定的操作。
总结来说,Linux内核是一种开源的操作系统内核,负责管理计算机的各种硬件资源并提供给其他软件运行所需的服务。
基于ARM的嵌入式linux内核的裁剪与移植
基于ARM的嵌入式linux内核的裁剪与移植前言嵌入式系统一直是计算机行业中的领域之一。
在许多应用程序中,嵌入式系统越来越流行。
嵌入式系统通常使用嵌入式芯片,如ARM芯片,并且它们通常运行Linux内核。
Linux内核是一个开放源代码的操作系统内核。
在嵌入式领域,Linux 内核可以被用于实现各种应用程序。
本文将重点介绍如何基于ARM平台的嵌入式Linux内核进行裁剪和移植。
ARM平台ARM处理器是一种RISC(Reduced Instruction Set Computer)处理器。
这种类型的处理器可用于嵌入式系统开发,因为它具有较低的功耗和高效的性能。
ARM处理器有许多版本,其中包括ARMv6和ARMv7。
ARMv6通常用于嵌入式系统,而ARMv7则用于智能手机和平板电脑等高端设备。
Linux内核的裁剪在嵌入式系统中,Linux内核需要进行裁剪,以适应嵌入式设备的需求。
与桌面计算机相比,嵌入式系统拥有更少的资源,包括RAM、闪存和存储空间。
因此,在将Linux内核移植到嵌入式系统之前,必须将内核进行裁剪。
在裁剪内核之前,您必须确定哪些内核模块是必需的。
一些模块可以从内核中移除,以减少内核的大小。
通常,将不必要的模块和其他功能从内核中移除可以使内核变得更小并具有更好的性能。
另外,裁剪内核时应确保其他组件与内核兼容。
例如,在新内核中可能需要更改驱动程序或实用程序以适应修改后的内核。
裁剪内核可能是一项比较困难的工作,需要深刻了解Linux内核的各个方面,以确保正确地裁剪内核。
移植Linux内核到ARM移植内核是将Linux内核适应新硬件的过程。
在开始移植内核之前,您必须了解嵌入式设备的硬件架构以及所需的内核组件。
移植Linux内核到ARM可以分为以下步骤:1.选择合适的ARM平台和处理器并确定所需的内核选项。
2.下载最新的内核源代码。
3.配置内核选项,并使其适应新硬件。
4.使用交叉编译器编译内核。
嵌入式linux内核移植步骤
嵌入式linux内核移植步骤嵌入式Linux内核移植步骤嵌入式Linux内核移植是将Linux内核移植到特定的硬件平台上的过程。
在进行嵌入式Linux内核移植之前,需要先了解目标硬件平台的相关信息,包括处理器架构、硬件接口、设备驱动等。
本文将介绍嵌入式Linux内核移植的主要步骤,以帮助读者了解移植的过程。
1. 获取源代码需要从官方或其他可靠的渠道获取Linux内核的源代码。
可以选择下载最新版本的稳定内核,也可以根据需要选择特定版本的内核。
获取源代码后,解压到本地目录。
2. 配置内核在进行内核配置之前,需要根据目标硬件平台选择适当的配置文件。
内核配置文件包含了编译内核所需的各种选项和参数。
可以使用make menuconfig或make defconfig命令进行内核配置。
在配置过程中,需要根据目标硬件平台的特点进行相应的配置,如选择正确的处理器类型、设备驱动等。
3. 编译内核配置完成后,可以使用make命令编译内核。
编译过程可能会比较耗时,需要根据计算机性能进行相应的等待。
编译完成后,会生成vmlinuz和相关的模块文件。
4. 编译设备树设备树是描述硬件平台的一种数据结构,用于在内核启动时传递硬件信息给内核。
如果目标硬件平台需要使用设备树,需要将设备树源文件编译为二进制文件。
可以使用device tree compiler(dtc)工具来编译设备树。
5. 烧录内核内核编译完成后,需要将生成的vmlinuz文件烧录到目标硬件平台上。
根据硬件平台的不同,可以使用不同的烧录工具,如dd命令、fastboot等。
烧录完成后,可以通过串口或其他方式查看内核启动信息。
6. 配置文件系统内核烧录完成后,需要为目标硬件平台配置文件系统。
可以选择使用已有的文件系统,如busybox、buildroot等,也可以根据需求自行定制文件系统。
配置文件系统包括选择合适的文件系统类型、添加必要的应用程序和驱动、配置网络等。
linux学习步骤
第一阶段Linux系统管理与编程基础1. 嵌入式系统概述2. Linux介绍2. Linux定制安装3. Linux命令详解1. Linux系统管理2. Shell 编程3. Shell 编程综合实例-qcd1. GCC程序编译2. GDB程序调试3. Makefile 工程管理第二阶段应用程序设计1. Linux文件编程(系统调用)2. Linux文件编程(库函数)3. Linux时间编程1. Linux 进程基础2. Linux多进程程序设计1. 进程间通讯概述2. 管道通讯3. 信号通讯4. 共享内存通讯1. 消息队列通讯2. 信号灯1. Linux线程基础2. Linux线程创建3. Linux线程等待4. Linux线程清除1. IP协议分析2. TCP协议分析3. UDP协议分析4. TCP通讯程序设计5. UDP通讯程序设计6. 并发服务器模型7. 多路复用第三阶段ARM程序设计1. ARM处理器概述2. ARM处理器工作模式3. ARM系统寄存器4. ARM寻址方式5. ARM 汇编指令集6. ARM环境C语言编程7. ADS集成开发环境1. LED程序设计2. ARM中断与异常3. S3c2440 GPIO4. 按键程序设计5. 串口程序设计第四阶段Linux内核开发1. Linux内核简介2. Linux内核源代码结构3. Linux内核配置与裁剪4. Linux内核模块开发5. Linux内核启动流程1. 嵌入式Linux产品开发流程2. 交叉工具链3. Bootloader介绍4. U-Boot介绍5. U-Boot命令6. U-Boot工作原理7. U-Boot移植1. 嵌入式Linux内核制作2. 根文件系统制作3. 嵌入式文件系统介绍1. Linux内存管理2. Linux进程地址空间3. Linux内核地址空间4. Linux内核链表5. Linux内核定时器1. Linux进程控制2. Linux进程调度3. Linux系统调用4. Proc文件系统5. Linux内核异常分析第五阶段Linux驱动程序设计1.Linux驱动简介2.字符设备驱动程序设计3.驱动调试技术4. 并发与竞态1.Ioctl型驱动2.内核等待队列3. 阻塞型驱动程序设计4.Poll 设备操作1.Mmap设备操作2. 硬件访问3. 混杂设备驱动4. LED驱动程序设计1. Linux总线、设备、驱动模型2. Linux platform驱动3. 中断处理4. 按键驱动程序1.Linux网络体系架构2. Linux网卡驱动程序设计3. Dm9000网卡驱动程序分析4. 触摸屏驱动程序设计1. PCI驱动程序设计2. 串口驱动程序设计深入专题—SUB系统开发1. USB简介2. USB系统架构3. USB设备逻辑结构4. USB描述符5. USB传输6. USB枚举1. Linux USB系统架构2. Mass Storage3. USB HID4. RNDIS5. CDC/ACM1. USB驱动程序模型2. Linux USB描述符3. URB4. USB鼠标驱动程序详解深入专题—H。
Linux内核移植与根文件系统构建
Linux内核移植
10、SCSI device support
如果有SCSI 设备(SCSI 控制卡,硬盘或光驱等)则选上这项。目前SCSI 设备类型已经比较多,要具体区分它们你得先了解他们所使用的控制 芯片类型。2.6.X 内核中对各类型SCSI设备已经有更具体详细的支持。 <*> scsi support; <*>scsi disk support;
Linux内核移植
5、Networking option
网络选项,它主要是关于一些网络协议的选项。Linux 功能也就是在于 对网络功能的灵活支持。这部分内容相当多,根据不同情况,一般我 们把以下几项选上。 5.1、 packet socket 包协议支持,有些应用程序使用Packet 协议直接同网络设备通讯, 而不通过内核中的其它中介协议。同时它可以让你在TCP 不能用时找 到一个通讯方法。 5.2、 unix domain socket 对基本UNIX socket 的支持 5.3、 TCP/IP networking 对TCP/IP 协议栈的支持,当然要。如果你的内核很在意大小,而且 没有什么网络要就,也不使用类似X Window 之类基于Unix Socket 的应用那你可以不选,可节省大约144K 空间。
二、内核与根文件系统实验
• • • • 安装完成后依次执行以下命令: [root# root] Make dep [root# root] Make [root# root] Make PREFIX=./root install
由于根文件系统是内核启动时挂载的第一个文件系统那么根文件系统就要包括linux启动时所必须的目录和关键性的文件例如linux启动时都需要有init目录下的相关文件在linux挂载分区时linux一定会找etcfstab这个挂载文件等根文件系统中还包括了许多的应用程序bin目录等任何包括这些linux系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统
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应用程序、内核、硬件的关系
内核版本
• 命名规则 <主版本号>.<从版本号>.<修正版本号> • 稳定版-偶数从版本号 开发版-奇数从版本号 • 如何查看运行中的内核版本 cat /proc/version 或者 uname -r •
内核开发的特点
• • • • • • 没有C库 必须使用GNU C 没有内存保护机制 浮点数很难使用 只有很小的定长堆栈 由于支持中断、抢占、SMP,必须时刻注 意同步和并发 • 要考虑可移植
内核代码构造(2)
• 子目录中通常包含源代码、Makefile 文件和配置文件(Kconfig) • drivers和arch是两个较大的子目录, 内核移植通常在这两个目录下进行修 改 • 内核编译后在顶层目录下生成的两个 主要文件: -System.map(内核符号地址映射) -vmlinux(真正的内核,ELF格式)
内核下载、配置和编译(4)
• 编译内核 make 或者 make zImage
课后练习
• 下载最新的内核源码,并试着进行配置和 编译,熟悉配置系统的使用和编译过程
Q&A
第三章 Linux内核代码结构和Build系统
内核编码风格
• Documentation/CodingStyle • 变量、函数名等采用小写加下划线,如 int min_value, max_value; void send_data(void); • 宏定义采用大写 #define PI 3.1415926 • 复合语句块的大括号一般在行尾,如 if () { ... } for ( i = 0; i < BUFSIZE; i++) { ... } • ...
嵌入式Linux开发过程(2)
嵌入式Linux交叉开发模式
Q&A
第二章 Linux内核
Linux内核简介
• • • • • 什么是内核 应用程序、内核、硬件的关系 内核版本 内核开发的特点 内核配置和编译
什么是内核
• 一个操作系统包括内核、驱动程序、启动 程序、用户界面、各种工具等 • 内核是核心,负责管理硬件设备、分配系 统资源等,同时为系统的其他部分提供服 务,包含中断处理程序、进程调度程序、 内存管理程序、进程通信系统、网络系统 等 • 应用程序通过系统调用和内核通信,调用 内核提供的服务 • 内核运行的内存空间和应用程序的内存空 间是相互独立的
处理器基础
• CISC和RISC架构 • 单机处理器 • 集成化处理器(SOC)
– PowerPC PPC PowerPC(PPC) – MIPS – ARM
交叉开发环境
• 在主机系统(host)上编译并构建将在嵌 入式系统(target)上运行的应用 • 主机系统包含: -交叉编译器和库 -目标系统软件包 -主机工具(编辑器、调试器、实用程序等) -为目标板提供的服务
第一章 嵌入式Linux简介
嵌入式Linux简介
• • • • 平台构成 系统框架 开发过程 开发模式
嵌入式Linux平台构成
• • • • 硬件平台 引导装入程序(Bootloader) 内核、设备驱动程序 文件系统
嵌入式Linux系统框架
嵌入式Linux开发过程(1)
• 硬件平台开发 -芯片设计和选择 -电路原理图设计 -PCB绘制 -PCB制板、调试 • 软件开发 -建立交叉开发环境 -系统软件开发 -Bootloader移植 -内核移植 -设备驱动开发 -文件系统制作和部署 -应用程序开发
GNU C对ANSI C的扩展
• • case范围 ,如 switch (ch) { case '0' ... '9': ... } 结构成员初始化可以是任意顺序,如 struct file_operations ext2_file_operations = { ... .read = generic_file_read; .write = generic_file_write; .open = generic_file_open; ... }; __FUNCTION__, __LINE__预定义宏 printk("%s:%d\n", __FUNCTION__, __LINE__); inline关键字 goto的使用, 如 if (register_a() != 0) goto err; if (register_b) != 0) goto err1; if (register_c() != 0) goto err2; ... err2: unregister_b(); err1: unregister_a(); err: return ret; ...
嵌入式系统简介
• • • • • • • • 具备处理器 针对某类应用或目的 简单的人机接口 资源受限 功耗限制 软件内置 软硬件集成发布 通常独立工作,无需人工干预
为什么使用Linux
开源、免费 成熟、高性能、稳定 支持新型硬件平台、架构 支持大量的应用和网络协议 适应性强(小型设备->大型的交换机、路由 器) • 大量的开发者,资源丰富(文档、补丁等) • 大量软硬件厂商的支持 • • • • •
内核下载、配置和编译(1)
• 下载并解压内核 cd /usr/src tar jxvf linux-2.6.x.tar.bz2 • 配置内核 make config(字符界面)
内核下载、配置和编译(2)
make menuconfig(ncurses库图形界面)
内核下载、配置和编译(3)
make xconfig(gconfig)(图形界面)
内核构建过程的输出
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- zImage CHK include/linux/version.h HOSTCC scripts/basic/fixdep . . <hundreds of lines of output omitted here> . LD vmlinux SYSMAP System.map SYSMAP .tmp_System.map OBJCOPY arch/arm/boot/Image Kernel: arch/arm/boot/Image is ready AS arch/arm/boot/compressed/head.o GZIP arch/arm/boot/compressed/piggy.gz AS arch/arm/boot/compressed/piggy.o CC arch/arm/boot/compressed/misc.o AS arch/arm/boot/compressed/head-xscale.o AS arch/arm/boot/compressed/big-endian.o LD arch/arm/boot/compressed/vmlinux OBJCOPY arch/arm/boot/zImage Kernel: arch/arm/boot/zImage is ready Building modules, stage 2. ...
vmlinux映像文件的组成(1)
vmlinux映像文件的组成(2)
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • arch/arm/kernel/head.o - 体系结构相关的启动代码 init _task.o - 初始内核线程 init/built-in.o -内核初始化代码 usr/built-in.o - 初始内存盘映像(initramfs) arch/arm/kernel/built-in.o - 体系结构相关的内核代码 arch/arm/mm/built-in.o - 体系结构相关的内存管理代码 arch/arm/common/built-in.o - 体系结构相关的公共代码 arch/arm/mach-ixp4xx/built-in.o - 平台相关初始化代码 arch/arm/nwfpe/built-in.o - 体系结构相关的浮点数仿真代码 kernel/built-in.o - 通用内核代码 mm/built-in.o - 通用内存管理代码 ipc/built-in.o - 进程通信系统 security/built-in.o - 安全系统 lib/lib.a - 公共函数库 arch/arm/lib/lib.a - 体系结构相关的函数库 lib/built-in.o - 内核辅助函数库 drivers/built-in.o - 内置驱动程序 sound/built-in.o - 声音子系统 net/built-in.o - 网络子系统 .tmp_kallsyms2.o - 内核符号表
Байду номын сангаас• • •
•
内核代码阅读工具(1)
• Source Insight(Windows平台)
内核代码阅读工具(2)
• LXR(基于WEB网页) • VIM+ctags+cscope(Linux平台)
内核代码构造(1)
• 顶层目录结构 -arch -crypt -Documentation -drivers -fs -include -init -ipc -kernel -lib -mm -net -scripts -security -sound -usr
典型的交叉开发设置
引导装入程序(Bootloader)
• CPU上电后执行的第一个系统程序 • 默认地址加载 • 初始化关键硬件组件(CPU、SDRAM、串 口等) • 定位、加载并将控制权移交给操作系统 (内核) • 其他功能(调试辅助、下载更新系统映像 等) • 汇编+C代码 • 流行的通用引导装入程序U-Boot
vmlinux-真正的内核
• vmlinux的链接过程 arm-linux-ld -EB -p --no-undefined -X -o vmlinux \ -T arch/arm/kernel/vmlinux.lds \ arch/arm/kernel/head.o \ arch/arm/kernel/init_task.o \ init/built-in.o \ --start-group \ usr/built-in.o \ arch/arm/kernel/built-in.o \ arch/arm/mm/built-in.o \ arch/arm/common/built-in.o \ arch/arm/mach-ixp4xx/built-in.o \ arch/arm/nwfpe/built-in.o \ kernel/built-in.o \ mm/built-in.o \ fs/built-in.o \ ipc/built-in.o \ security/built-in.o \ crypto/built-in.o \ lib/lib.a \ arch/arm/lib/lib.a \ lib/built-in.o \ arch/arm/lib/built-in.o \ drivers/built-in.o \ sound/built-in.o \ net/built-in.o \ --end-group \ .tmp_kallsyms2.o • 在嵌入式Linux平台上真正启动的是压缩的内核(zImage),解压缩是在启动过程中完成的