内核启动流程分析

时间:2022-10-07 18:10:14
 对应《韦东山视频第1期》第10课,主要讲述3部分。
1.内核启动流程分析之编译体验
讲述的操作:
1.1.解压缩下载好的linux-2.6内核源代码 ;
1.2. 给内核打补丁  ;
 打补丁命令:patch -p n  <补丁文件
补丁打到哪里去,在补丁文件中配置。
内核启动流程分析
-p 是指忽略前n个目录,如n==1,就是忽略这个 linux-2.6.22.6目录。
1.3. 配置内核。
配置有3种方法:
   1.3.1 执行make menuconfig 从头到尾自己配置
   1.3.2  使用默认的配置文件,再在上面修改
  我们不知道它有哪些默认的配置文件,所以搜索一下:# find -name "*defconfig*" 
  会搜到很多文件,找到/arch/arm/configs 目录,找到我们的板子相似的配置文件--xx_defconfig。
执行它:#make xx_defconfig         会生成一个.config文件
再执行内核配置命令:#make menuconfig
就会在默认配置基础之上,出现一个配置菜单,就可以此基础之上进行配置了。
   1.3.3 使用厂家提供的设置文件
把厂家的配置文件复制成.config文件,再make menuconfig.
#cp config_厂家   .config
#make menuconfig

menuconfig 中的基本操作:
      1. 高亮字母是索引,直接敲相应字母会跳转到相应索引
      2. [ ] 中输入'?' 会跳到帮助信息
      3. 输入‘/’ 会跳到搜索功能
1.4 编译内核
直接执行:# make   会编译生成 zImage
或者执行:#make uImage   就会生成uImage
 uImage就是 :头部+ 真正的内核(vmlinux)
2.内核启动流程分析之配置
配置的结果是生成.config文件,打开这个.config文件,可以看到有很多的配置项,配置成y或M。
我们以一个配置项:CONFIG_DM9000 为例,看一下谁在使用这个配置。
搜索一下:#grep 'CONFIG_DM9000' * -nR
可以看到使用的包括几类:
      1. C源码: CONFIG_DM9000   一个宏,一般赋值为1    来源于include/linux/autoconf.h
      2. 子目录Makefile :drivers/net/Makefile     在这里体现y和M的区别
内核子目录Makefile
格式:
      obj-y +=xxx.o     //表示xxx.c文件会被编译到内核里面去
      obj-m +=xxx.o    //表示xxx.c文件会被编译成内核模块.ko文件

      3.  include/config/auto.conf   也是来源于.config,也是自动生成的    这个文件被顶层的Makefile包含
      4. include/linux/autoconf.h  这个文件是自动生成的,来源于 .config
执行:#make uImage 时执行的操作
      1.   .config自动生成include/linux/autoconf.h文件
      2.   .config自动生成include/config/auto.conf文件
      3.   auto.conf文件被包含到顶层的Makefile中,然后在子目录Makefile中被用到:
      obj-$(CONFIG_DM9000 )   +=dm9000.o
  当变量$(CONFIG_DM9000 )等于y时,就会编译进内核;等于M,会编译成模块;如果没有设置的话,也不处理,表示没有使用。
3.内核启动流程分析之Makefile
3. 1  子项目下的Makefile
已知有文件:a.c  b.c
要在Makefile中设置成编译进内核,可用:obj-y  +=a.o   b.o     实现
如果用a.c  b.c 组合成一个模块呢?
可用:  obj -m   +=ab.o
      ab-objs     :=a.o  b.o
这样,编译时 a.c 会编译成 a.o ; b.c 编译成  b.o ; 然后 a.o 和 b.o 链接成ab.ko 
3.2  架构相关的Makefile
  执行:#make uImage   时,Makefile会定位到 arch/arm/Makefile
这个Makefile肯定会被包含到顶层Makefile中去。
果然在顶层目录的Makefile中包含这句:include  $(srctree) /arch/$(ARCH)/Makefile
3.3  顶层目录的Makefile
 执行:#make uImage   时,会依赖哪些文件呢,顺序是什么,视频中做了跟踪,得到如下索引:
内核启动流程分析
 执行:#make uImage  进行编译,可以看到这行命令:
内核启动流程分析
给出了链接文件等等,依赖文件和上面分析的是一一对应的。
第一个文件:arch/arm/kernel/head.S
链接脚本(定义内核中的文件怎么排布的): arch/arm/kernel/vmlinux.lds