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嵌入式開發實作（Linux核心編譯及安裝）
KEY:Linux 核心編譯 核心配置 嵌入式
核心配置（Kernel configuration）
Makefile版本修改
為了區別基於同一原始碼構建（bulid）的不核心映象，可使用變數EXTRAVERSION（定義位於makefile的頂部）：
執行“uname --r”會返回： 2.6.7--acme1
核心配置
先定義核心需要什麼特性，並進行配置。核心構建系統（The kernel build system）遠不是簡單用來構建整個核心和模組，想了解更多的高階核心構建選項，你可以檢視 Documentation/kbuild 目錄內的核心文件。
可用的配置命令和方式：
- make xconfig
- make menuconfig
- make oldconfig
- 或者 手動編寫
核心配置檔案.config與核心編譯makefile？
核心是利用make編譯並安裝的一個C程式。而這個C程式很現代很複雜，僅憑單一個makefile難以完成編譯任務。假設核心編譯只需要一個makefile，這個makefile具體也會因編譯不同功能特性的核心而有所不同，也就是說在編譯核心先“編譯”編譯的所需要的makefile，這個makefile是動態生成的。那麼這個動態的makefile從何而來呢？答案是config命令通過讀取[核心配置檔案 ]（kernel configuration file）來生成編譯核心所需要所有檔案（包括makefile）；那[核心配置檔案
]又是哪來的呢？還是make生成的，各種make的config（xconfig/menuconfig）會生成所需要的[核心配置檔案 ]。核心配置檔案（kernel configuration file）儲存為核心原始碼的頂層目錄的.config檔案。發行版的核心配置檔案通常在/boot/內。
命令：make xconfig
- qconf: 全新的基於QT的配置介面，2.6版本核心
- 更易使用（切記閱讀 help -> introduction: useful options!）
- 具有檔案瀏覽功能，更易的載入配置檔案
命令：make menuconfig
- 老式字元介面，依然很管用。你夠自信，完全可以手寫配置檔案！
命令：make oldconfig
- 用於升級早期釋出核心的配置檔案
- 對一些絕對符號（obsolete symbols）發出警告
- 詢問新符號的配置值
何為makefile?
makefile包含用以構建應用程式的一組規則集（set of rules）。並且第一條[規則 ]是特殊的[規則 ]，叫[預設規則 ]（default rule）。一條[規則]由三部分組成：目標（target）、前提條件（prerequisites）和命令動作（command）：
[目標 ]是被構建（made）的[檔案 ]或其它東西。[前提條件 ]或者叫依賴（dependents）是構建目標的“材料”。而[命令動作 ]是利用[前提條件 ]構建[目標 ]的shell命令。
以下是編譯C原始碼的規則例子：
注意格式，冒號前是[目標 ]，後是[前提條件 ]；[命令 ]在第二行，並且開始於一個tab字元。
編譯核心
編譯和安裝核心
編譯步驟：
安裝步驟 (logged as root!)
以下的步驟在2.6版本不再使用：
提升編譯速度
多花一些時間在核心配置上，並且只編譯那些你硬體需要的模組。這樣可以把編譯時間縮短為原來的1/30，並且節省數百MB的空間。另外，你還可以並行編譯多個檔案：
$ make -j <number>
make 可以並行執行多個目標（target）（KEMIN:前提是目標規則間沒有交叉依賴項，這個怎麼做到的？）
$ make -j 4
- 即便是在單處理器的工作站上也會很快，讀寫檔案的時間被節省下來了。多執行緒讓CPU保持忙碌。
- number大於4不見得有效了，因為上下文切換過多反而降低的工作的速度。
- make -j <4*number_of_processors>
核心編譯tips
- 檢視完整的 (gcc, ld)命令列： $ make V=1
- 清理所有的生成檔案 (to create patches...): $ make mrproper
- 部分編譯：$ make M=drivers/usb/serial
- 單獨模組編譯：$ make drivers/usb/serial/visor.ko
- 別處編譯（假設原始碼在CDROM）：
- $ cd /mnt/cdrom/linux-2.6.17.11
- $ make O=~/linux/linux-2.6.17.11
最終生成的檔案
- vmlinux 原始核心映象，非壓縮的
- arch/<arch>/boot/zImage zlib壓縮的核心映象（Default image on arm）
- arch/<arch>/boot/bzImage bzip2壓縮的核心映象。通常很小，足夠放入一張軟盤（Default image on i386）
安裝的檔案
- /boot/vmlinuz-<version> 核心映象；
- /boot/System.map-<version> 儲存有核心的符號地址（symbol addresses）；
- /boot/initrd-<version>.img Initial RAM disk：儲存有你需要在引導時掛接最終根檔案系統的模組。安裝命令“make install”為替你執行“mkinitrd ”生成initrd；
- /etc/grub.conf or /etc/lilo.conf
- bootloader的配置檔案：“make install”會為你的新核心更新相應的bootloader的配置檔案。如果你使用的是LILO，它會在生成配置檔案後，執行/sbin/lilo，讓LILO的配置生效。
- /lib/modules/<version>/ Kernel modules + extras
- build/
為本<version>的核心新增模組所需的所有東西： .config file (build/.config), module symbol information (build/module.symVers), kernel headers (build/include/) - kernel/
核心模組檔案 .ko (Kernel Object)，目錄結構與原始碼目標一一對應。 - modules.alias
模組別名記錄（用於insmod和modprobe），例如：
alias sound-－service--?-0 snd_mixer_oss - modules.dep
模組依賴記錄（用於insmod和modprobe） - modules.symbols
標識某符號是屬於哪個模組的。
- build/
這個目錄的所有檔案都是文字檔案，可以直接檢視。
小結編譯及安裝步驟：
- 編輯Makefile版本資訊
- 定義核心特性，生成配置檔案.config，用於編譯：make xconfig
- 編譯核心：make
- 安裝核心：make install
- 安裝模組：make modules_install
交叉編譯核心
Makefile修改
通常通過修改已有的makefile獲得
你必須修改目標平臺，假設目標平臺是ARM，修改以下：
或執行帶引數的make：
核心配置檔案
配置過程和本地配置一樣； 可以把生成的配置檔案（.config）分享給其他人，比如像：
這樣其他同樣開發ACME系統的開發人員可以通過以下命令編譯出同樣的核心：
建立交叉編譯環境（Cross--compiling setup）
假設你有ARM的交叉編譯工具（cross--compiling toolchain）在 in /usr/local/arm/3.3.2/， 你得把它輸出到PATH:
注意檢視核心文件（在Documentation/Changes）有關最低工具版本要求。
編譯並安裝核心
1. $ make //如果你修改了Makefile
或者
1'. $ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
2. 拷貝 arch/<platform>/boot/zImage 到目標系統
$ make modules_install
3. 拷貝 /lib/modules/<version> 到目標系統
你可以通過 arch/<arch>/boot/install.sh 自定義安裝，讓”make install“自動代勞。
何為交叉編譯工具鏈(cross--compiling toolchain)？
有如任何其它開發活動一般，嵌入式開發的第一步是建立（setting up）用於構建嵌入式Linux核心（當然包括驅動程式）及應用程式的工具鏈（toolchains ）。不過，嵌入式開發需要是跨平臺工具鏈。跨平臺是什麼意思呢？一般開發活動是在本地編譯，使用是本地的工具鏈；而由於嵌入式的軟硬資源（記憶體不足、沒有本地編譯器或作業系統都沒有）限制等沒法進行本地開發。需要在Linux-x86 主機（HOST）開發，使用主機的編譯器生成目標（TARGET）平臺程式碼，這個過程叫交叉編譯。
我們常常說的編譯器有廣義和狹義之分。狹義的編譯器只完軟體編譯（或者叫軟體構建）的第一步；廣義的編譯器包括了軟體編譯（或者叫軟體構建）所需要程式碼庫（比如libc）和其它構建工具（比如彙編器和聯結器）。無論是什麼編譯器都需要支援的程式碼庫和各種構建工具，交叉編譯也不例外。一整套廣義的編譯器稱為交叉編譯工具鏈。
何為工具鏈？
In software, a toolchain is the set of computer programs (tools) that are used to create a product (typically another computer program or system of programs). The tools may be used in a chain, so that the output of each tool becomes the input for the next, but the term is used widely to refer to any set of linked development tools.
A simple software development toolchain consists of a text editor for editing source code, a compiler and linker to transform the source code into an executable program, libraries to provide interfaces to the operating system, and a debugger.
The GNU toolchain is a blanket term for a collection of programming tools produced by the GNU Project. These tools form a toolchain (suite of tools used in a serial manner) used for developing applications and operating systems.
Projects included in the GNU toolchain are:
- * GNU make: Automation tool for compilation and build;
- * GNU Compiler Collection (GCC): Suite of compilers for several programming languages;
- * GNU Binutils: Suite of tools including linker, assembler and other tools;
- * GNU Bison: Parser generator
- * GNU m4: m4 macro processor
- * GNU Debugger (GDB): Code debugging tool;
- * GNU build system (autotools):
- o Autoconf
- o Autoheader
- o Automake
- o Libtool
參考
- http://www.developingprogrammers.com/index.php/2006/01/05/autotools-tutorial/