Linux内核初次编译和源码结构

1.Linux内核获取

Linux由 Linux基金会管理与发布，Linux官网为 https://www.kernel.org ，所以若想获取最新的 Linux版本就可以在这个网站上下载，网站界面如下图所示：

一般半导体厂商会从 Linux内核官网下载某个版本，将其移植到自己的 CPU上，测试成功后就会将其开放给该半导体厂商的 CPU开发者。 开发者下载其提供的 Linux内核，然后将其移植到自己的产品上。

本文我们就使用 NXP提供的 Linux源码，文件名为：

linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

2.Linux内核初次编译

编译内核之前需要先在ubuntu上安装lzop库，另外，图形化配置工具还需要ncurses库支持，安装命令为：

sudo apt-get install lzop
sudo apt-get install build-essential 
sudo apt-get install libncurses5-dev

在Ubuntu中新建一个文件夹，然后将linux内核压缩包拷贝到文件夹中并解压，解压命令为：

tar -vxf linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2

解压后进入该文件夹，新建一个build.sh脚本文件来编译，脚本中的内容如下：

#!/bin/sh 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_mfg_defconfig 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig 
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

给予该脚本可执行权限，然后运行，编译的时候会弹出Linux图形配置界面， 这里不需要做任何的配置， 直接按两下ESC键退出图形界面

之后会自动开始编译Linux内核，等待编译完成，完成以后如下图所示

编译完成以后就会在arch/arm/boot这个目录下生成一个zImage文件，该文件就是要用的Linux镜像文件。 另外也会在arch/arm/boot/dts下生成很多.dtb文件，这些.dtb就是设备树文件

vmlinux、Image、zImage、uImage 的区别：

• vmlinux是ELF格式的文件，是编译出来的最原始的内核文件，编译出来 差不多有16MB，是未压缩的。 在实际中我们不会使用vmlinux，而是使用zImage或uImage这样的 Linux 内核镜像文件
• Image是Linux内核镜像文件，但是Image仅包含可执行的二进制数据。 Image就是使用objcopy取消掉vmlinux中的一些其他信息，比如符号表什么的。 但是 Image 是没有压缩过的，Image保存在arch/arm/boot目录下，其大小大概在12MB
• zImage是经过gzip压缩后的Image，经过压缩以后其大小大概在6MB左右
• uImage是老版本uboot专用的镜像文件，uImag是在zImage前面加了一个长度为 64字节的“头” ，这个头信息描述了该镜像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。 但是新的uboot已经支持了 zImage 启动！ 所以已经很少用到uImage了

3.Linux内核源码结构

Linux内核编译过程会生成一些文件，下面来看一下编译前后的内核源码结构，可以看出多出了一些编译文件

编译后的内核源码比未编译的源码多了许多文件，这些文件或文件夹的含义见下表：

上表中很多文件夹和文件可以不需要去关心，要关注的文件夹或文件如下示

arch目录 ：和架构有关的目录，比如arm、arm64、avr32、x86等等架构。 每种架构都对应一个目录，在这些目录中又有很多子目录，比如boot、common、configs等等

block目录 ：block是Linux下块设备目录，像SD卡、EMMC、NAND、硬盘等存储设备就属于块设备，block目录中存放着管理块设备的相关文件

crypto目录 ：存放着加密文件，比如常见的crc、crc32、md4、md5、hash等加密算法

Documentation目录 ：存放着Linux相关的文档，如果要想了解Linux某个功能模块或驱动架构的功能，就可以在Documentation目录中查找有没有对应的文档

drivers目录 ：驱动目录文件，此目录根据驱动类型的不同，分门别类进行整理，比如drivers/i2c就是I2C相关驱动目录，drivers/gpio就是GPIO相关的驱动目录，需要重点关注

firmware目录 ：此目录用于存放固件

fs目录 ：存放文件系统，比如fs/ext2、fs/ext4、fs/f2fs等，分别是ext2、ext4 和 f2fs等文件系统

include目录 ：头文件目录

init目录 ：存放 Linux内核启动的时候初始化代码

ipc目录 ：IPC为进程间通信，ipc目录是进程间通信的具体实现代码

kernel目录 ：Linux 内核代码

lib目录 ：lib是库的意思，lib目录都是一些公用的库函

mm目录 ：存放内存管理相关代码

net目录 ：存放网络相关代码

samples目录 ：存放一些示例代码文件

scripts目录 ：脚本目录，Linux 编译的时候会用到很多脚本文件，这些脚本文件就保存在此目录中

security目录 ：存放安全相关的文件

sound目录 ：存放音频相关驱动文件，音频驱动文件并没有存放到 drivers目录中，而是单独的目录

tools目录 ：存放一些编译的时候使用到的工具

usr目录 ：存放与 initramfs 有关的代码

virt目录 ：存放虚拟机相关文件

.config文件 ：跟 uboot一样，.config保存着 Linux最终的配置信息，编译 时候会读取此文件中的配置信息。 最终根据配置信息来选择编译 Linux 哪些模块，哪些功能

Kbuild文件 ：有些 Makefile会读取此文件

Kconfig文件 ：图形化配置界面的配置文件

Makefile文件 ：Linux 顶层 Makefile 文件，建议好好阅读一下此文件

README文件 ：此文件详细讲解了如何编译 Linux 源码，以及 Linux 源码的目录信息