讀書筆記《Building embedded linux system》Chapter 5 核心思考

 

通用的linux提供一個已經編譯好的kernel，但是在嵌入式作業系統中，這種方式比較少用。我們將提供一個儘可能簡單的kernel configuration，去除我們不需要的功能。我們首先需要選擇linux的kernel。

我們可以在http://www.kernel.org/中得到官方（official，也成為upstream或者 mainline）的linux核心版本，他是Torvalds以及全球的其他自願者提供。雖然2.4的版本仍在很多裝置上使用，如果是新的開發應基於 2.6的版本。這些版本通常更關心工作在x86的desktop和server，但是也不會忽略嵌入式裝置。嵌入式作業系統和CPU的結構有關，例如 ARM結果，ARM的開發人員根據官方的版本，增加他們特定的patch，這些補丁將反饋給Linus，進入官方的版本中。我們選擇linux kernel可能是網站社區，有人或者一群人來維護你所選擇的架構，例如ARM、PowerPC。如果我們對kernel code有改動，應儘快地反饋，使得你的程式可以在下一版本中沿用，這同時也受到了GPL的要求。

我們也可以從第三方廠家那裡得到kernel，雖然是基於上遊版本，但是包括了很多的patch提供特別的功能，修訂bug，已經有不少修改，它上遊的版本可能有很多的不同。這種有點類似我們使用moblin封裝的kernel。

當我們選擇kernel後，我們對kernel進行configuration，選擇所需的部分。對於嵌入式架構，包括下面的選擇：Code maturity level options, General setup, Loadable module support, Block layer, Networking, Device drivers, Filesystems, Kernel hacking, Security options, Cryptographic options, Library routines。第一步是選擇正確的CPU架構。我們進行配置，可以使用make config, make oldconfig, make menuconfig和make xconfig，都可以在source code那裡產生一個.config檔案。一般使用menuconfig，對於xconfig某些架構，例如PPC，菜單會有些問題。在上一章講過使用 cross plateform toolchain的情況，命令如下：$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig。

在makefile中有一個參數為EXTRAVERSION，例如設定為-rmk1，則kernel為2.6.29-rmk1，可以用來提供不同版本的區別，例如增加某些模組等等。

接著就是編譯，包括kernel image和kernel modules。編譯kernel的例子為make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- zImage ，zImage表示使用gzip的壓縮方式，對於x86，還可以是bzImage（表示big zImage，和bz2的壓縮沒有關係），這一步驟的順利進行用於檢驗我們對kernel配置是否正確，也可以檢驗cross-development工具鏈環境是否正確。編譯好之後，可以編譯核心模組，例如：make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- modules。如果我們希望刪除之前處理的內容，包括設定檔，編譯的.o檔案和kernel img，可以使用 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- distclean 命令。在使用這個命令之前，請儲存好設定檔img等內容。

編譯之後是安裝。這個將在第6章和第9張介紹。對於管理多個kernel img，每個包括vmlinux，System.map，.config以及arch/your_arch/boot/下的zImage或者 bzImage。有些架構，例如PPC，有很多boot目錄，所以img不一定為arch/your_arch/boot/zImage，可以是arch /ppc/images/vmlinux.gz。建議我們將他們都存放在$(PRJROOT)/images/的路徑下。核心模組的安裝，包含在 makefile中，預設的將安裝在/lib/modules目錄。但是我們使用的是cross的環境，不是要更新原生核心模組，這點必須要注意。例子：$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- INSTALL_MOD_PATH=${PRJROOT}/images/modules-2.6.20 modules_install 。之後，我們將建立在模組運行中模組所需要的依賴，使用depmod，但是這個命令不使用與cross的環境，我們將從busybox網站中下載 depmod.pl來完成。一些操作的驗證，將在我們下一步的實驗中進行。

核心錯誤的一個常見情況的是kernel panic。當系統擷取一個嚴重錯誤的時候（例如root檔案系統位置缺失），他將停止所有的進程，並產生一個kernelpanic訊息。對panic 的恢複是系統重啟，可以在kernel的boot參數中設定panic=1（1秒後重啟）。但是對於實際的運行環境，有時重啟是不足夠的，需要提醒操作者緊急情況的出現，換句話說我們需要重新定義panic出現後的處理方式。這個在kernel/panic.c中定義，可以另外改寫。