Linux内核入门

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如何获取Linux内核源代码

下载Linux内核当然要去http://www.kernel.org/了，网站提供了两种文件下载，一种是完整的Linux内核，另一种是内核增量补丁，它们都是tar归档压缩包。除非你有特别的原因需要使用旧版本的Linux内核，否则你应该总是升级到最新版本。

使用Git

由Linus领头的内核开发队伍从几年前就开始使用Git版本控制系统管理Linux内核了，而Git项目本身也是由Linus创建的，它和传统的CVS不一样，Git是分布式的，因此它的用法和工作流程很多开发人员可能会感到很陌生，但我强烈建议使用Git下载和管理Linux内核源代码。

你可以使用下面的Git命令获取Linus内核代码树的最新“推送”版本：
$ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git

然后使用下面的命令将你的代码树与Linus的代码树最新状态同步：
$ git pull

安装内核源代码

内核包有GNU zip（gzip）和bzip2格式。Bzip2是默认和首选格式，因为它的压缩比通常比gzip更好，bzip2格式的Linux内核包一般采用linux-x.y.z.tar.bz2形式的文件名，这里的x.y.z是内核源代码的具体版本号，下载到源代码包后，解压和抽取就很简单了，如果你下载的是bzip2包，运行：
$ tar xvjf linux-x.y.z.tar.bz2

如果你下载的是gzip包，则运行：
$ tar xvzf linux-x.y.z.tar.gz

无论执行上面哪一个命令，最后都会将源代码解压和抽取到linux-x.y.z目录下，如果你使用Git下载和管理内核源代码，你不需要下载tar包，只需要运行git clone命令，它就会自动下载和解压。

内核源代码通常都会安装到/usr/src/linux下，但在开发的时候最好不要使用这个源代码树，因为针对你的C库编译的内核版本通常也链接到这里的。

应用补丁

Linux内核开发人员会将自己的修改做成补丁与其它人员分享，而且补丁是增量的，增量补丁是从一个内核树移动到另一个内核树的有效方法，不用下载完整的内核包就可以升级内核，不仅可节省带宽，也节省了内核升级时间，应用补丁之前先进入内核源代码树所在目录，然后运行：
$ patch –p1 < ../patch-x.y.z

注意，补丁包也有明确的版本号，这里的版本号与Linux内核源代码的版本号要一致，内核和补丁版本号不一致时，强制应用补丁会引起意想不到的后果。

内核源代码树介绍

内核源代码树分为许多目录，它们下面又包含许多子目录，源代码树的顶级目录及其描述参见下表。

目录                                                    描述
arch                                            特定架构的源代码
block                                         块I/O层
crypto                                       加密API
Documentation                      内核源代码文档
drivers                                     设备驱动
firmware                                  使用某个驱动需要的设备固件
fs                                               VFS和独立文件系统
include                                    内核头
init                                           内核启动和初始化
ipc                                           进程间通信
kernel                                     核心子系统，如调度器
lib                                            助手例行程序
mm                                         内存管理子系统和VM
net                                          网络子系统
samples                                 示例，示范代码
scripts                                   用于生成内核的脚本
security                                Linux安全模块
sound                                   声音子系统
usr                                         早期的用户空间代码（叫做initramfs）
tools                                     辅助Linux开发的工具
virt                                         虚拟化基础设施

在源代码树的根目录下还有很多文件需要说明，COPYING是内核许可描述文件（即GNU GPL v2），CREDITS是参与Linux内核的开发人员名单，MAINTAINERS列出了维护各个子系统和驱动的个人，Makefile是内核Makefile的基础。

生成内核

生成内核其实很简单，甚至比编译和安装其它系统级组件，glibc还要简单，从2.6版本开始，Linux内核引入了一个新的配置和生成系统，它使生产内核的操作变得更加简单了。

配置内核

既然已经拿到内核源代码，那我们在开始编译前就可以根据需要自行配置和定制，可以编译你指定的功能和想要的驱动，配置内核是生成内核必须的一步，因为内核提供了大量的功能，支持各种不同的硬件，有很多都需要配置，内核配置是由配置选项控制的，配置选项都有CONFIG前缀，例如，对称多处理（SMP）是由CONFIG_SMP配置选项配置的，如果设置了这个选项，SMP就被启用了，反之则被禁用，配置选项可以确定会生成哪个文件，也可以通过预处理指令操控代码。

配置选项可以控制生成过程要么是布尔型，要么是三态型，布尔型就是“是”或“否”，大部分内核配置选项都属于布尔型，如CONFIG_PREEMPT，而三态型则在“是”和“否”的基础上，又增加一个“模块”选项，模块选项表示配置选项被设置了，但最后会编译成模块，而不是直接编译进内核，模块可以理解为可独立动态载入的对象，一般来说，驱动配置通常都是三态型。

配置选项也可以是字符串或整数，这样的选项不会控制生成过程，指定的值由内核源代码访问预处理宏时使用，例如，可以为某个配置选项指定静态分配数组的大小。