嵌入式內(nèi)核
發(fā)布時間：2019-05-22
嵌入式內(nèi)核是在嵌入式硬件和軟件之間的抽象層，它具有五個方面的作用：任務管理（Task Management）、定時（Timers）、設備I/O主管（Device I/O Supervisor）、動態(tài)存儲分配（Dynamic Memory Allocation）、任務間同步通信（Inter-task Communication&Synchronization）。嵌入式系統(tǒng)中的內(nèi)核是系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)所有的任務及所完成的功能都是在內(nèi)核的控制之下完成的。我們可以編程，然后通過程序控制內(nèi)核完成我們所需要的工作。
一個系統(tǒng)要進行工作要包括三部分，即
boot+
內(nèi)核+
文件系統(tǒng)。而真正內(nèi)核的東西其實很少，包括cpu初始化、
線程調(diào)度、
內(nèi)存分配、
文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡協(xié)議棧、
驅(qū)動這些部分。在基于優(yōu)先級的調(diào)度中，內(nèi)核處理任務所需的僅僅是每個任務的
優(yōu)先級，倘若一個任務的優(yōu)先級高于另外一個任務的優(yōu)先級，那么該任務會先于另外一個任務執(zhí)行。而對于安全性要求很高的系統(tǒng)，就需要利用分區(qū)調(diào)度來完成。在分區(qū)調(diào)度中，內(nèi)核要求任務分成許多組，每一個組中含有許多相關的任務。分區(qū)調(diào)度器根據(jù)一系列的時鐘窗口來執(zhí)行某個任務。每個過程中的任務只有當時鐘窗口來臨這個任務時才開始運行，所有過程中的其他任務在這個過程中則不能運行。
用戶空間：應用程序 C庫 系統(tǒng)配置文件等
內(nèi)核空間：在內(nèi)存中，用戶一般不能直接接觸到（系統(tǒng)調(diào)用接口，體系結(jié)構(gòu)相關的一些代碼等等）
其實內(nèi)核空間與用戶空間是程序執(zhí)行的兩種不同的狀態(tài)，通過系統(tǒng)調(diào)用和硬件中斷能夠完成從用戶空間到內(nèi)核空間轉(zhuǎn)移。
內(nèi)核架構(gòu)
內(nèi)核架構(gòu)是有七個子系統(tǒng)組成的。
1. 系統(tǒng)調(diào)用接口模塊
6. 網(wǎng)絡協(xié)議棧子系統(tǒng)
目錄文件
內(nèi)核源碼下幾個重要的目錄文件
arch目錄：arch是architecture的縮寫，內(nèi)核所支持的每種cpu體系，在該目錄下都有對應的子目錄。每個CPU的子目錄，有進一步分解為boot,mm,kernel等子目錄，分別包含控制系統(tǒng)引導，內(nèi)存管理，系統(tǒng)調(diào)用等
documentation目錄：內(nèi)核的文檔（比如一些驅(qū)動的使用方法，一些內(nèi)核的更新記錄等等都是放在這個目錄里面）
drivers目錄：設備驅(qū)動程序
include目錄：內(nèi)核所需要的頭文件，與平臺無關的頭文件在include/linux子目錄下，與平臺相關的頭文件則放在相應的子目錄中
fs目錄：存放各種文件系統(tǒng)的實現(xiàn)代碼，每個子目錄對應一種文件系統(tǒng)的實現(xiàn)，公用的源程序用于實現(xiàn)虛擬文件系統(tǒng)VFS
內(nèi)核配置編譯
內(nèi)核配置
下載解壓內(nèi)核源碼，在內(nèi)核源碼目錄下，有兩個命令可以配置內(nèi)核
2. make menuconfig: 基于文本模式的菜單型配置（這個配置方法更直觀、簡單、高效）
三個選項所代表的意義：
<*>選擇該功能，該功能會被編譯進內(nèi)核，運行在內(nèi)存中
<M>選中該功能，內(nèi)核模塊，不編譯進內(nèi)核，會將相應的模塊編譯成.O文件，然后放到相應的目錄下存放在硬盤里面，當要用到該功能時，內(nèi)核會把該功能加載到內(nèi)存中，不用的時候從內(nèi)存中刪除，這樣可以節(jié)省內(nèi)存，提高內(nèi)存利用率
< >本次編譯不選中該功能
內(nèi)核配置的結(jié)果：內(nèi)核配置通常是在一個已有的配置文件基礎上，通過修改得到新的配置文件，linux內(nèi)核提供了一系列可供參考的內(nèi)核配置文件，位于Arch/$cpu/configs
內(nèi)核編譯
X86： make bzImage
arm： make uImage ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
安裝內(nèi)核
內(nèi)核清理
