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嵌入式Linux系统的构成

发布时间:2014-07-30 15:27:42来源:linux网站作者:xiongyaoqiongyao

一个典型的嵌入式Linux系统按照存储空间的划分通常包括引导区,内核区与文件系统区,引导区存放Boot  Loader与系统参数,内核区存放特定嵌入式平台的定制Linux内核文件系统包括根文件系统和建立与Flash内存设备之上的文件系统。图形界面系统和用户应用程序就放在文件系统区中


1:Boot  Loader占用的空间一般都比较小,它后面紧挨着一个启动参数区,用来保存Linux内核启动参数和用户启动配置。


2:Boot Loader程序是嵌入式系统的引导加载程序,是系统加电后运行的第一段软件代码。Boot  Loader程序的主要任务就是初始化硬件设备,建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的环境中,Boot  Loader程序最重要的任务就是启动Linux内核


3:文件系统是嵌入式LInux系统占用空间最大的部分,它通常占据了Boot Loader和内核之外的所有空间,Linux启动完毕之后会加载一个根文件系统,根文件系统包含了系统必备配置信息,库函数和shell解释器以及核心目录。其他的文件系统则可以挂载在根文件系统下面


Boot Loader 一般通过JTAG接口和仿真器烧写到存储器,而内核和文件系统则可以通过串口和网口烧写到存储器。


Linux内核主要由五个部分组成:进程调度,内存管理,文件系统,网络子系统,以及设备管理。

内存管理:(Memory  Management) Linux的内存管理支持虚拟内存,采取的是分页机制,内存管理子系统允许多个进程安全的共享主内存区域。通过内存管理,Linux可以支持超过实际内存大小的内存地址,磁盘可以当作内存,磁盘与内存之间可以相互交换。

设备管理:Linux支持字符设备,块设备,以及网络设备三类硬件设备,并提供与平台设备的概念与sys文件系统来管理各种设备,linux的设备驱动可以编译进入内核,在系统启动时加载,也可以作为模块形式动态加载


Linux的代码结构

linux 2.6的内核代码非常庞大,其中设备驱动程序约占一半

目录

arch                硬件平台相关代码
block              块设备核心代码
crypto            加密函数库
documentation    有关内核各个部分通用解释和注释的文本文件
drivers          设备驱动相关代码
fs                  文件系统相关代码
include        内核头文件
init                内核初始化代码
ipc                系统进程间的通信
kernel          内核核心部分:进程调度,中断处理,信号处理,模块
lib                通用内核函数
mm            内存管理
net            网络通信协议代码
samples    内核例子
security    系统安全相关代码
sound    音频体系代码


编译内核的几个命令

1:make    menuconfig              //配置内核命令

2: make    //编译生成目标文件,包括可加载模块

3:make    zImage          //编译生成内核

4:make    modules_install    //安装模块


为什么要配置内核呢?

在编译之前是肯定要配置内核的,make  menuconfig,生成默认配置文件.config,这个文件是设置cpu体系,以及很多驱动选项的,没有配置这个,是不能进行编译的。新下载的内核都是没有默认的.config,这需要你找到一个默认的config文件

比如 arch/arm/configs/ 下是 arm cpu 很多的默认配置,当然你也可以把你以前的 config 文件拷贝到新内核目录下。


.config 是配置编译内核的最初步骤

为何要重新编译内核?

新的内核修订了旧内核的bug,并增加了许多新的特性。如果用户想要使用这些新特性,或想根据自己的系统度身定制一个更高效,更稳定的内核,就需要重新编译Linux内核。

通常,更新的内核会支持更多的硬件,具备更好的进程管理能力,运行速度更快、 更稳定,并且一般会修复老版本中发现的许多漏洞等,经常性地选择升级更新的系统内核是Linux使用者的必要操作内容。


为了正确的合理地设置内核编译配置选项,从而只编译系统需要的功能的代码,一般主要有下面四个考虑:

1:自己定制编译的内核运行更快(具有更少的代码)

2:系统将拥有更多的内存(内核部分将不会被交换到虚拟内存中)

3:不需要的功能编译进入内核可能会增加被系统攻击者利用的漏洞

4:将某种功能编译为模块方式编译进被内核的方式速度要慢一些


内核Makefile

Linux2.6内核的Makefile分为4个组成部分

1:顶层Makefile:在内核代码最顶层。顶层的Makefile文件读取.config文件的内容,并总体上负责build内核和模块

2:config配置文件:内核的配置文件,一般在/arch/*/configs下

3:Makefile 的通用规则:在/scripts/目录下面的Makefile.*

4:kbuild  Makefile  文件:在各级目录下面

(1):目标定义,就是用来定义那些内容要作为模块编译,那些要编译链接进入内核

obj-y +=foo.o  它表示由foo.c或foo.s文件编译得到foo.o并链接进内核,如果使用$(obj-m),则表示对象文件编译成可加载的内核模块~

好了,这些都是一些基础性的东西,但是很重要啊,敲了这么长时间啦~歇一下吧,希望对你有所帮助。