一、Linux體系結(jié)構(gòu)簡介

1.?Linux體系結(jié)構(gòu)（linux系統(tǒng)構(gòu)成）

Linux可以分為兩部分，分別為用戶空間和內(nèi)核空間具體如下圖：

a)?用戶空間包括：用戶的應(yīng)用程序、C庫

b)?內(nèi)核空間包括：系統(tǒng)調(diào)用接口、內(nèi)核（狹義內(nèi)核）、平臺架構(gòu)相關(guān)的代碼

2.?為什么要分為內(nèi)核空間和用戶空間

我們在分析u-boot的時候就說到過，我們的cpu在不同的工作模式下可以訪問的寄存器是不一樣的，所以為了保護(hù)我們的操作系統(tǒng)，避免用戶程序?qū)?nèi)核搞崩，所以進(jìn)行了內(nèi)核空間和用戶空間的劃分。

a)?Arm處理器工作模式劃分：usr、FIQ、IRQ、svc、abt、und、sys（具體介紹在http://www.cnblogs.com/wrjvszq/p/4199682.html）

b)?X86處理器工作模式劃分：Ring0—Ring3，Ring0下可以執(zhí)行特權(quán)指令，可以訪問IO設(shè)備，Ring3則有很多的限制

注：我們可以通過系統(tǒng)調(diào)用和硬件中斷來完成用戶空間到內(nèi)核空間的轉(zhuǎn)移

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3.?Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)（廣義內(nèi)核）

Linux內(nèi)核由七個部分構(gòu)成，具體如下圖：

a)?系統(tǒng)調(diào)用接口（SCI）：open、read、write等系統(tǒng)調(diào)用

b)?進(jìn)程管理（PM）：創(chuàng)建進(jìn)程、刪除進(jìn)程、調(diào)度進(jìn)程等

c)?內(nèi)存管理（MM）：內(nèi)存分配、管理等

d)?虛擬文件系統(tǒng)（VFS）：為多種文件系統(tǒng)提供統(tǒng)一的操作接口

e)?網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧：提供各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

f)?CPU架構(gòu)相關(guān)代碼（Arch）：為的是提高至移植性

g)?設(shè)備驅(qū)動程序（DD）：各種設(shè)備驅(qū)動，占到內(nèi)核的70%左右代碼

二、Linux內(nèi)核源碼簡介

1.?源碼獲取

Linux內(nèi)核獲取有兩種方法，一種是在www.kernel.org?直接獲取，另一種是使用git獲?。ň唧w方法參考網(wǎng)絡(luò)）。

2.?源碼目錄簡介

其源碼主要有以下目錄（介紹重要目錄）：

a)?Arch目錄：存放處理器相關(guān)的代碼。下設(shè)子目錄，分別對應(yīng)具體的CPU，每個子目錄有boot，mm，以及kernel三個子目錄，分別對應(yīng)系統(tǒng)引導(dǎo)以及存儲管理，和系統(tǒng)調(diào)用

b)?Include目錄：內(nèi)核所需要的大部分頭文件目錄。與平臺無關(guān)的在include/linux子目錄下，與平臺相關(guān)的則放在include相應(yīng)的子目錄中。

c)?fs目錄：存放各種文件系統(tǒng)的實現(xiàn)代碼。

d)?init目錄：init子目錄包含核心的初始化代碼（不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼）。其包含兩個文件main.c和version.c，可以用來研究核心如何工作。

e)?ipc目錄：包含核心進(jìn)程間的通信代碼。

f)?kernel目錄：包含內(nèi)核管理的核心代碼。與硬件相關(guān)代碼放在arch/*/kernel目錄下。

g)?mm目錄：包含了所有的內(nèi)存管理代碼。與硬件相關(guān)的內(nèi)存管理代碼位于arch/*/mm目錄下。

h)?scripts目錄：包含用于配置核心的腳本文件。

i)?lib目錄：包含了核心的庫代碼，與硬件相關(guān)的庫代碼被放在arch/*/lib/目錄下

三、?Linux內(nèi)核配置、編譯、安裝

1.?X86配置

Linux內(nèi)核的編譯有兩種方法，具體如下：

a)?交互式：在內(nèi)核頂層的目錄下運行make config，按照提示一步一步的按照自己的需求對內(nèi)核進(jìn)行配置。

b)?菜單式：在內(nèi)核頂層的目錄下運行make menuconfig，菜單式的按照自己的需求對內(nèi)核進(jìn)行配置。

2.?X86編譯

Linux內(nèi)核的編譯要經(jīng)過以下步驟，具體如下：

1.?內(nèi)核編譯：linux內(nèi)核的編譯有以下兩種方法。

n?make zImage：編譯出的內(nèi)核小于512k（老版本內(nèi)核）

n?make bzImage：通用編譯命令

注：在以上兩個命令中加V=1可查看編譯過程中的詳細(xì)信息

2.?內(nèi)核模塊編譯：執(zhí)行make modules編譯內(nèi)核模塊。

3.?內(nèi)核模塊安裝：執(zhí)行make modules_install將編譯好的內(nèi)核模塊復(fù)制到當(dāng)前系統(tǒng)的/lib/modules下的**目錄下。

4.?內(nèi)核模塊打包：執(zhí)行mkinitrd initrd-$version $version對內(nèi)核模塊進(jìn)行打包，其中initrd-$version表示要打包為的文件的名字，$version表示要打包的目錄即我們上一步生成的目錄。

3.?X86安裝

Linux內(nèi)核的安裝要經(jīng)過以下步驟，具體如下：

a)?拷貝內(nèi)核：復(fù)制1編譯出來的內(nèi)核映像到啟動目錄cp arch/$cpu/boot/bzImage（1編譯出來的bzimage）/boot/vmlinuz-$version

b)?拷貝內(nèi)核模塊文件：執(zhí)行cp initrd-$version（4生成的文件） /boot/ 將4生成的文件拷貝到boot下

c)?修改啟動配置文件：修改/etc/grub.conf文件