当前位置：文档之家 › 实验四 内核编译实验

实验四 内核编译实验

  • 格式：doc
  • 大小：1.92 MB
  • 文档页数：16

Linux 内核编译实验

【实验目的】

1、了解Linux 内核源代码的目录结构及各目录的相关内容

2、了解Linux 内核各配置选项内容和作用

3、掌握Linux 内核配置文件config.in 的作用

4、掌握Linux 内核的编译过程

5、掌握将新增内核代码加入到Linux 内核结构中的方法

【实验原理】

1、内核源代码目录介绍

Linux 内核源代码可以从网上下载（/pub/linux/v2.4）。一般主机平

台的Linux (如红旗Linux)源代码在根目录下的/usr/src/linux 目录下。内核源代码的文件按树

形结构进行组织的，在源代码树最上层的可以看到如下的一些目录：

（1）、arch：arch 子目录包括所有与体系结构相关的内核代码。arch 的每一个子目录都代表

一个Linux 所支持的体系结构。例如：arm 目录下就是arm 体系架构的处理器目录，包含我

们使用的PXA 处理器。

（2）、include：include 子目录包括编译内核所需要的头文件。与ARM 相关的头文件在

include/asm-arm 子目录下。

（3）、init：这个目录包含内核的初始化代码，但不是系统的引导代码，其中所包含main.c

和Version.c 文件是研究Linux 内核的起点。

（4）、mm：该目录包含所有独立于CPU 体系结构的内存管理代码，如页式存储管理内存

的分配和释放等。与ARM 体系结构相关的代码在arch/arm/mm 中。

（5）、Kernel：这里包括主要的内核代码，此目录下的文件实现大多数Linux 的内核函数，

其中最重要的文件是sched.c。与Xscale 体系结构相关的代码在arch/arm-pxa/kernel 目录中。

（6）、Drives：此目录存放系统所有的设备驱动程序，每种驱动程序各占一个子目录。

（a）、/block：块设备驱动程序。块设备包括IDE 和scsi 设备。

（b）、/char：字符设备驱动程序。如串口、鼠标等。

（c）、/cdrom：包含Linux 所有的CD-ROM 代码。

（d）、/pci：PCI 卡驱动程序代码，包含PCI 子系统映射和初始化代码等。

（e）、/scsi：包含所有的SCSI 代码以及Linux 所支持的所有的SCSI 设备驱动程序代码。

（f）、/net：网络设备驱动程序。

（g）、/sound：声卡设备驱动程序。

（7）、lib 目录放置内核的库代码；

（8）、net 目录包含内核与网络的相关的代码；

（9）、ipc 目录包含内核进程通信的代码；

（10）、fs 目录是所有的文件系统代码和各种类型的文件操作代码，它的每一个子目录支持

一个文件系统，如JFFS2；

（11）、scripts 目录包含用于配置内核的脚本文件等。每个目录下一般都有depend 文件和一

个makefile 文件，他们是编译时使用的辅助文件，仔细阅读这两个文件对弄清各个文件之间

的相互依托关系很有帮助。

2、内核的配置的基本结构

Linux 内核的配置系统由四个部分组成

（1）、Makefile：分布在Linux 内核源码中的Makefile，定义Linux 内核的编译规则；顶层

Makefile 是整个内核配置、编译的总体控制文件；

（2）、配置文件(config.in)：给用户提供配置选择的功能；.config：内核配置文件，包括由

用户选择的配置选项，用来存放内核配置后的结果；

（3）、配置工具：包括对配置脚本中使用的配置命令进行解释的配置命令解释器和配置用户

界面（基于字符界面：make config；基于Ncurses 图形界面：make menuconfig；基于xWindows

图形界面：make xconfig）

（4）、Rules.make：规则文件，被所有的Makefile 使用。

2.1 编译规则Makefile

利用make menuconfig（或make config、make xconfig）对linux 内核进行配置后，系统

将产生配置文件（.config）。在编译时，顶层Makefile 将读取.config 中的配置选择。

顶层Makefile 完成产生核心文件（vmlinux ）和内核模块（module）两个任务，为了

达到此目的，顶层Makefile 递归进入到内核的各个子目录中，分别调用位于这些子目录中

的Makefile，然后进行编译。至于到底进入哪些子目录，取决于内核的配置。顶层Makefile

中的include arch/$(ARCH)/Makefile 指定特定CPU 体系结构下的Makefile，这个Makefile

包含了特定平台相关的信息。

各个子目录下的Makefile 同样也根据配置文件（.config）给出的配置信息，构造出当

前配置下需要的源文件列表，并在文件最后有include $(TOPDIR)/Rules.make。

顶层Makefile 定义并向环境中输出了许多变量，为各个子目录下的Makefile 传递一

些变量信息。有些变量，比如SUBDIRS，不仅在顶层Makefile 中定义并且赋初值，而且

在arch/*/Makefile 还作了扩充。现对部分主要变量介绍如下：

（1）、版本信息：

有关版本信息变量有VERSION、PATCHLEVEL、SUBLEVEL, EXTRAVERSION，

KERNELRELEASE。

版本变量信息定义了当前内核的版本， 比如VERSION=2 、PATCHLEVEL=4 、

SUBLEVEL=18 、EXATAVERSION=-rmk7 ， 它们共同构成内核的发行版本

KERNELRELEASE：2.4.18-rmk7。

（2）、CPU 体系结构变量ARCH

在顶层Makefile 的开头，用ARCH 定义目标CPU 的体系结构，比如ARCH:=arm

等。许多子目录的Makefile 中，要根据ARCH 的定义选择编译源文件的列表。

（3）、路径信息变量TOPDIR、SUBDIRS

TOPDIR 变量定义了Linux 内核源代码所在的根目录。例如，各个子目录下的Makefile

通过$(TOPDIR)/Rules.make 就可以找到Rules.make 的位置。

SUBDIRS 变量定义了一个目录列表，在编译内核或模块时，顶层Makefile 根据

SUBDIRS 变量决定需要进入哪些子目录。SUBDIRS 变量的值取决于内核的配置，在顶层

Makefile 中SUBDIRS 赋值为kernel drivers mm fs net ipc lib；根据内核的配置情况，

在

arch/*/Makefile 中对SUBDIRS 的值进行了扩充以满足特定CPU 体系结构的要求。

（4）、内核组成信息变量：HEAD, CORE_FILES, NETWORKS, DRIVERS, LIBS

（5）、编译信息变量：CPP, CC, AS, LD, AR，CFLAGS，LINKFLAGS

CROSS_COMPILE 定义了交叉编译器前缀arm-linux-，表明所有的交叉编译工具都是

以arm-linux- 开头的，所以在各个交叉编译器工具之前都加入了$(CROSS_COMPILE)变量

引用，以组成一个完整的交叉编译工具文件名，比如arm-linux-gcc。

CFLAGS 定义了传递给C 编译器的参数。

LINKFLAGS 是链接生成vmlinux 时所使用的参数。LINKFLAGS 在arm/*/Makefile

中定义。

（6）．配置变量CONFIG_*（*表示通配符）

配置文件（.config）中有许多的配置变量等式，用来说明用户配置的结果。例如

CONFIG_MODULES=y 表明用户选择了Linux 内核的模块功能。

配置文件（.config）被顶层Makefile 包含后，就形成许多的配置变量，每个配置变量

具有四种不同的值：

（a）、y 表示本编译选项对应的内核代码被静态编译进Linux 内核；

（b）、m 表示本编译选项对应的内核代码被编译成模块；

（c）、n 表示不选择此编译选项；

（d）、如果根本就没有选择，那么配置变量的值为空。

2.2、配置文件config.in

除了Makefile 的编写外，另外一个重要的工作就是把新增功能加入到Linux 的配置选

项中来提供功能的说明，让用户有机会选择新增功能项。Linux 所有选项配置都需要在

config.in 文件中用配置语言来编写配置脚本，然后顶层Makefile 调用scripts/Configure，

按照arch/arm/config.in 来进行配置。命令执行完后生成保存有配置信息的配置文件

（.config）。下一次再做make config 时将产生新的.config 文件，原.config 被改名

为.config.old。

3、编译内核的常用命令

精简Linux 内核常用命令包括：Make Config，dep，clean，mrproper，zImage，bzImage，

Modules，Modules_Install

（1）、Make config：内核配置，调用./scripts/Configure 按照arch/i386/config.in 来进行配置。

命令执行后产生文件.config，其中保存着配置信息。下次在做make config 时将产生新

的.config 文件，原文件config 更名为config.old

(2)、make dep：寻找依存关系。产生两个文件. depend 和.hdepend，其中.hdepend 表示每

个.h 文件都包含其他哪些嵌入文件。而.depend 文件有多个，在每个会产生目标文件(.o)文件

的目录下均有，它表示每个目标文件都依赖于哪些嵌入文件(.h)

(3) 、make clean：清除以前构核所产生的所有的目标文件，模块文件，核心以及一些临时

文件等，不产生任何文件

(4)、make rmproper：删除所有以前在构核过程所产生的所有文件，及除了做make clean

外，还要删除.config，.depend 等文件，把核心源码恢复到最原始的状态。下次构核时必须

进行重新配置；

(5)、make,make zImage, make bzImage：

合集下载

stm32与arm7比较(经典)

stm32与arm7比较(经典)

我觉得ARM7会被STM32取代，STM32偏向不带系统的工业控制，外围设备甚至比ARM7、ARM9更丰富，而ARM7带不了大系统，想带系统至少也要从ARM9开始。要么直接上ARM9学学系统，要么就顺便学学STM32裸奔，ARM7不上不下没必要去学。

追问stm32有什么好书籍吗？发现资料挺少的

回答《ARM微控制器应用设计与实践》

个人觉得还是先学习ARM7 ，等学会了之后你自然也就会动的STM32!

两者肯定是有区别的，但是这是基本的学习过程。我也是这样走过来的

coretex-m3 是现在企业用的最多的cpu ，是arm7的升级版，我觉得arm7 ---- 微内核

------arm9 -----Linux 是做好的学习路径

stm32是armv7内核 arm7是armv4内核，构架不同。

进阶学习，是选择STM32好还是ARM7，还是ARM9?本人会51，而且做过相应的开发项目，最近想提升自己的能力，但是不知道是选择哪一个为好，是STM32、arm7,arm9,msp430,dsp???没有头绪，请大神指点

我建议您选择转向STM32，从开发角度来讲，STM32比51的编程更加简单，厂家的工程代码中提供了很多的库函数来操作GPIO，UART，SPI，AD，TIMER等资源，不需要像51一样去记忆各个特殊寄存器的属性和用途。

STM32是现在市场上性价比非常高的一款ARM产品，使用的是Cortex-M3内核，在同等价位下，其内部资源比51要丰富更多。STM32同系列的产品，在软件和硬件上兼容性很好，尤其是从PIN脚少的芯片更换为PIN脚多的芯片的时候，代码都无需修改就能直接应用。

基于价格和使用性能的因素，STM32在很多产品中得到广泛应用，市场供货基本没有问题，现货相当充足，目前我们公司95%的产品都是基于STM32的。

如果你想从事嵌入式应用程序的开发，直接上ARM9开发，学习LINUX或安卓去。

在KeiluVision4MDK下配置开发STM32F103Z完整教程

在KeiluVision4MDK下配置开发STM32F103Z完整教程

在KeiluVision4MDK下配置开发STM32F103Z完整教程

环境搭建：1、安装 Keil uVision4 MDK

略

2、安装 J-Link

安装 Setup_JLinkARM_V4501.exe 驱动时，会弹出【SEGGER J-Link DLL Updater V4.501 】对话框，

不要选择 Keil 直接点击OK即可，因为Keil对⽀持M3内核SW接⼝采⽤了JL2CM3.dll 这个⽂件，该⽂

件的版本号是和该⽬录下Jlink驱动版本号配套的，不要擅⾃改变他们，否则不能使⽤。

建⽴⼯程：

1、在桌⾯上建⽴⼀个⽂件夹【MyStm32】⽂件夹

2、在【MyStm32】⽂件夹下建⽴【USER】、【FWlib】、【CMSIS】、【Output】、【Listing】⽂件

夹。

【USER】：存放⽤户⾃定义的应⽤程序

【FWlib】：存放库⽂件

【CMSIS】：存放M3系列单⽚机通⽤的⽂件

【Output】：存放编译器编译后输出的⽂件

【Listing】：编译器编译过程中产⽣的⽂件

3、将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver 的【inc】跟【src】

这两个⽂件夹拷贝到【FWlib】。

【inc】、【src】⽚上外设驱动的源⽂件和头⽂件。

4、\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template 下的

main.c、stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.h、stm32f10x_it.c 、system_stm32f10x.c 拷贝到

【USER】

stm32f10x_conf.h：配置⽂件

stm32f10x_it.h、stm32f10x_it.c：中断函数⽂件。

system_stm32f10x.c：ARM公司提供的符合CMSIS标准的库⽂件

操作系统实验二并发与调度

操作系统实验二并发与调度

实验二 并发与调度

一、实验目的

在本实验中，通过对事件和互斥体对象的了解，来加深对Windows 2000线程同步的理

解。通过分析实验程序，了解管理事件对象的API。了解在进程中如何使用事件对象，在进程中如何使用互斥体对象，线程如何通过文件映射对象发送数据。

二、实验环境

硬件环境：计算机一台，局域网环境； 软件环境：Windows 2000 Professional，Visual C++ 6.0专业版或企业版。 三、实验内容和步骤 第一部分：互斥体对象 本程序中显示的类CCountUpDown使用了一个互斥体来保证对两个线程间单一数值的

访问。每个线程都企图获得控制权来改变该数值，然后将该数值写入输出流中。创建者实际

上创建的是互斥体对象，计数方法执行等待并释放，为的是共同使用互斥体所需的资源 (因

而也就是共享资源) 。 1、利用互斥体保护共享资源

程序参见实验指导书 分析程序的运行结果， 可以看到线程 (加和减线程) 的交替执行 (因为Sleep() API允许Windows切换线程) 。在每次运行之后，数值应该返回初始值 (0) ，因为在每次运行之后写入线程在等待队列中变成最后一个，内核保证它在其他线程工作时不会再运行。 1) 请描述运行结果 (如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：

2) 根据运行输出结果，对照分析程序，可以看出程序运行的流程吗？请简单描述： _____逆向运行__________ 第二部分线程通过文件对象发送数据 Windows 2000提供的线程间通讯类内核对象允许同一进程或跨进程的线程之间互相发送信息，包括文件、文件映射、邮件位和命名管道等，其中最常用的是文件和文件映射。这类对象允许一个线程很容易地向同一进程或其他进程中的另一线程发送信息。 1、演示线程通过文件对象发送数据

程序参见实验指导书 运行结果 (如果运行不成功，则可能的原因是什么？) ：

阅读和分析程序，请回答问题： 1) 程序中启动了多少个单独的读写线程？ __________100__________________________________________________________ 2) 使用了哪个系统API函数来创建线程例程？ _________ CreateThread（） ________________________________ 3) 文件的读和写操作分别使用了哪个API函数？ _______ ReadFile（） ______ WriteFile （）_____________ 每次运行进程时，都可看到程序中的每个线程从前面的线程中读取数据并将数据增加，文件中的数值连续增加。这个示例是很简单的通讯机制。可将这一示例用作编写自己的文件读/写代码的模板。 请注意程序中写入之前文件指针的重置。重置文件指针是必要的，因为该指针在读取结束时将处于前四个字节之后，同一指针还要用于向文件写入数据。如果函数向该处写入新数值，则下次进程运行时，只能读到原来的数值。那么： 4) 在程序中，重置文件指针使用了哪一个函数？ ___________ hThread __________________ 5) 从输出结果，对照分析程序，可以看出程序运行的流程吗？请简单描述： ______........41，42，43，44，45，46，47……. ____________ 2、演示使用映射文件的内存交换数据的线程 程序参见实验指导书

系统蓝屏实验报告

系统蓝屏实验报告

简单蓝屏驱动程序的实现

一、实验目的：

了解驱动程序，简单改写一个驱动程序实现系统蓝屏，了解驱动程序编译调试的环境，熟悉驱动程序调试编译所需环境的配置方法及过程，熟悉一些驱动程序调试的简单命令，尝试对驱动程序进行简单的调试。

二、实验要求：

完成驱动程序调试的环境配置，通过对现有驱动程序的改写来实现系统的蓝屏。分析导致蓝屏的原因。

三、实验原理：

正如普通应用程序的错误会导致程序崩溃，由于驱动程序是内核级的程序，因此，一旦出错，将会导致系统崩溃。

本次试验将通过对现有驱动程序的改写来实现系统的蓝屏，并对其进行调试。调试的原理图如下：

试验中，自己的主机作为调试主机，虚拟机中安装Windows XP 系统，作为目标计算机被调试。调试主机上安装DDK，用于编译生成驱动程序。

四、实验过程：

环境配置

1、实验所需环境及用途

所需的环境 用途

DDK 驱动程序开发包，提供Build工具，创建驱动程序

虚拟机（目标主机） 作为实验要调试的目标主机 Window XP 虚拟机镜像 将被加载到虚拟机中作为将被调试主机的操作系统

Windbg（主机调试软件） 用于调试目标主机的驱动程序

Sfilter（驱动） 将要被调试的目标驱动

Symbols（符号表） 指出一个二进制命令与声明之间的联系和什么变量正在被转移

2DDK的安装和简单实用

2、DDK的安装和简单使用说明：

在编写第一个驱动之前需要先安装微软公司的Windows驱动程序开发包DDK（Driver Development Kit），在安装的时候选择完全安装。安装完毕之后我们将会在开始菜单出现相应的项目。我们主要用到的将是Build

Environments/Windows XP/x86 Checked Build Enviroment。

驱动编译版本解释如下:

Free版本 Check版本

最终的发行版本，进行必要的优化并删除所有的调试符号，编译环境会将编译器的全部优化参数打开。此版本编译出来的驱动体积是最小的，运行速度是最快的，但无法进行源代码级的调试。 包含大量的调试符号，来对应源代码中的具体位置。关闭所有的优化参数，优化会打乱源代码和编译结果的关联。编译出的驱动体积大，运行速度稍慢，可以进行源代码级别的调试。