内核启动流程分析

时间：2022-10-07 18:10:38

内核启动流程分析之编译体验

Linux源码编译过程

内核启动流程分析

方法：

  1. 解压缩下载好的linux-2.6内核源代码 ；

  2. 给内核打补丁 ；

    打补丁命令：patch -p n <补丁文件
    -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。

  3. 配置内核。

    配置有3种方法：

    • 直接使用make menuconfig,从头到尾每一项都去配置。（繁琐）
    • 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。
    • 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

补充：

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

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)

内核启动流程分析之配置

内核启动流程分析

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：

  • C源码: CONFIG_DM9000 一个宏,一般赋值为1 来源于include/linux/autoconf.h

  • 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

  • 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

  • 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.   autoconf.h给C源码使用
  4.   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
  `auto.conf中 CONFIG_DM9000 = y`

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。

内核启动流程分析之Makefile

内核启动流程分析

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
内核启动流程分析

这个在Documentation\kbuild\makefiles.txt中都有说明

架构相关的Makefile

执行：make uImage 时，Makefile会定位到 arch/arm/Makefile
内核启动流程分析
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
内核启动流程分析
内核启动流程分析

顶层目录的Makefile

执行：make uImage 时，会依赖哪些文件呢，顺序是什么？
我们上面知道在arch/arm/Makefile中uImage的依赖为vmlinux->根据跟踪，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。
内核启动流程分析

我们得到分析流程的两大结果：

内核启动流程分析

  • 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

内核启动流程分析之内核启动

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