编程环境搭建：

因为ubuntu 12.04的内核版本已经是3.x，而目前一些讲解内核驱动的书都是2.6.x。

嵌入式开发的版本一般都是基于3.14移植的，因为嵌入式是跑在开发板上的，所以开发驱动没有问题。但是教材的例子一般都是基于PC机的2.6.x版本，虽然内核内部接口相对稳定，但是我也不太清楚。至于低版本的内核驱动是否直接运行在高版本的Ubuntu上，我也不是太了解这里面的对应关系。为了排除无关的干扰，决定虚拟机安装个Ubuntu 10.04 32位，它对应的内核版本是2.6.32-21，这样一来，编写的驱动应该就可以直接在PC上快速测试了。

由于10.04已经停止更新，为了下载软件包，所以要做些修改，具体看这篇文章Ubuntu 无法找到更新源的问题。

• 更新源

  sudo sed -i -e 's/archive.ubuntu.com\|security.ubuntu.com/old-releases.ubuntu.com/g' /etc/apt/sources.list

  sudo apt-get update

  sudo apt-get upgrade 为了避免出错，就不更新系统软件了，也不知道是不是这样，不既然没出问题，那么对系统就能不碰就不碰吧

• 把常用软件vim/git/ctags/cscope/装一下

• 安装编译工具

  在构造和编译内核模块之前，应该具备了正确版本的编译器、模块工具和其它必要的工具，内核文档目录中的Documentation/Changes文件列出了需要的工具版本；在开始构造模块之前，应该需要查看该文件并确保已安装了正确的工具，比如：

  

  sudo apt-get install build-essential kernel-package libncurses5-dev

  说明：kernel-package是Debian提供的一个编译Linux内核的一个工具集，安装kernel-package 会同时安装上build-essential、libncurses-dev、linux-source等一系列工具。通过apt-cache depends kernel-package可以查看该软件包的依赖关系：

  libncurses5这个软件包在使用menuconfig配置内核的时候会用到。但缺省情况下，apt-get并不安装推荐和建议的软件包。如果你没有修改缺省配置，则需要额外的安装libncurses-dev等工具的操作。

• 终端字体设置一下，解除ScreenSaver
• mkdir kernel code
• 拷贝内核压缩包到~/kernel

• 乌班图对应内核版本的介绍：

  5.04 2.6.10

  6.06 LTS 2.6.15

  8.04 LTS 2.6.24

  10.04 LTS 2.6.32

  12.04 LTS 3.2

  14.04 LTS 3.13

处理内核源码：

• uname -r 查看内核版本，显示2.6.32
• 使用apt-cache search linux-source命令可以查看可用的源码包
• 因为ldd3用的是linux-2.6.10，所以先下载个这个版本先用着吧，顺便把2.6.32页下载下来，kernel下载链接，不知道2.6.10驱动程序跑在2.6.32版本上会不会出问题，不过接口和数据结构的改动应该不大，先用用看吧
• 或者直接下载 sudo apt-get install linux-source-2.6.32 但是我不知道这个下载下来的是不是linux原版还发型版，因为书上建议使用原版内核而非经过修改的发行版内核

• sudo cp linux-2.6.10.tar.xz /usr/src

  cd /usr/src/

  sudo tar xvf linux-2.6.10.tar.xz 超级用户才能完全解压

  因为版本问题，不知道有没有用，顺便把linux-2.6.32.tar.xz也解压了吧。

• 上面的几个步骤是实验性的，所以中途最好多拍几个快照，防止虚拟机崩溃。

正确配置和构造内核树：

ldd3上提到了构造内核树，不过我已经糊涂了，不知道我下载的版本、开发的驱动和Ubuntu内核版本这三者之间到底是个什么关系。

Linux驱动学习笔记1：创建Linux内核树这篇博客对这个讲的比较清楚，具体看连接。

另外还参考的连接先列举如下

• LDD3构造内核树(on ubuntu)这篇操作步骤不错，没有太多说明
• 够建内核树这篇是debian的，不过作者好像也没说明，不过幸好debian这方面和Ubuntu差不多，只是软件包有差异

• Ubuntu内核源码树的构建与安装这篇对编译讲的很详细

操作步骤上面链接文章都说的很清楚了，待会列下，这里主要理清一下几个概念：

• 下载的版本：linux版本号主要分为4部分，比如2.6.10-5，短线前面的是主要的版本号，比如Ubuntu10.04采用的2.6.32内核，Ubuntu5.04采用的2.6.10内核，也就是不同版本的Ubuntu会采用不同版本的内核。
• Ubuntu其实可以看做类似Android的操作系统，是以linux内核为基础的文件系统，所以重新替换内核版本，也就是保持版本号前三部分相同，第4部分可以不同，不太清楚如果前三部分的版本号不同可不可以。系统启动后，Ubuntu是通过内核挂载上去的。
• 原版内核和发行版内核：书上讲发行版内核的API可能经过修改，所以最好还是使用原版的内核，既然Ubuntu的内核可以替换，那么我们就可以替换成Linux官网上下载的原版内核，前提就是创建内核树。
• 内核树：我的理解就是内核的源码经过编译的状态就是内核树。内核安装主要有两部分，一个是非模块部分，一个是模块部分，这个模块应该是通用的可以直接安装到Ubuntu上，非模块部分就是一个镜像用于启动。
• 下面的步骤主要就是替换Ubuntu的内核为对应版本的原版内核，目前看来应该不能替换成2.6.10了，不过没试过，不折腾了。

下面是根据上面几篇文章整理的编译步骤和错误的编译步骤（针对x86架构开发，ARM架构这里不说）

• 导入正确的内核配置文件

  先说标准流程，然后再说用的简便流程：

  标准步骤：

  • sudo cp /usr/src/linux-headers-2.6.32-38-generic-pae/.config .config 导入系统自带源码的配置文件来，使用cp命令拷贝到当前源码树的跟目录下

  • make menuconfig 使用make menuconfig来对内核配置文件进行配置

    选择load an Alternate kernel configuration选项加载本地的.config配置文件，然后再选择save an Alternate kernel configuration再保存退出，并退出配置环境。这样我们的内核配置就按照原系统的配置选项配置完成。

  简便步骤：

  • sudo make oldconfig 配置内核编译上下文

• 内核编译

  • sudo make -j4 执行完成后会在当前目录下面生成一个文件vmlinux.o，如果对内核编译命令不熟悉，可以在内核源码树跟目录下执行make help查看内核提供的编译选项

• 内核核心编译

  • make clean 先清除暂存档，这里不做
  • make vmlinux 未经压缩的核心，这里不做
  • make modules 仅核心模块，这里不做
  • make bzImage 经压缩过的核心，这里只做这个
  • make all 执行上述三个操作，这里不做
  • 说明：常见的在 /boot/ 底下的内核文件，都是经过压缩过的，因此，上述操作中中比较常用的是 modules 和 bzImage 这两个。bzImage 可以制作出压缩过后的内核

• 内核模块编译和安装，编译完 bzImage后在编译modules

  • make modules 仅仅编译核心模块
  • make modules_install 模块安装到系统，新内核的模块可以在/lib/modules目录下

• 安装完modules再安装压缩过的内核核心，内核文件安装在/boot目录下

  sudo make install

  

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以下是几个看了博文之后的错误步骤可以忽略，接着是步骤 6.

错误步骤：sudo mkinitramfs -o /boot/initrd.img.2.6.32-27 /lib/modules/2.6.32.27

错误步骤：sudo gedit /boot/grub/grub.cfg

替换32-21-generic为32.27

错误步骤：

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• 生成内核对应的RAMDISK文件，这个估计是用于启动的

  sudo update-initramfs -c -k 2.6.32.27

  

• 更新grub配置文件

  sudo update-grub

  说明：参考/boot/grub/grub.cfg文件，可以看到新内核的配置已经加到配置文件中。为避免可能出现的无法开机的情况，Grub.cfg的配置缺省值不要设置为新的内核。

• 测试新安装的内核版本

  重启后，开机也没有出现选项

  

• 重新安装vmware tools因为内核改变了（vim插件也重新安装下），因为之前安装过一次，重复安装可能会耗时较长些。重启后，保存快照。

• 测试安装驱动模块，以下例子拷贝自文章：LDD3构造内核树(on ubuntu)

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  在某一目录下创建2个文件：hello.c和Makefile

  hello.c内容如下：

  /*

  * $Id: hello.c,v 1.5 2011/06/21 03:32:21 eric $

  */

  #include

  #include

  MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

  static int hello_init(void)

  {

  printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");

  return 0;

  }

  static void hello_exit(void)

  {

  printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");

  }

  module_init(hello_init);

  module_exit(hello_exit);

  Makefile内容如下：

  # To build modules outside of the kernel tree, we run "make"

  # in the kernel source tree; the Makefile these then includes this

  # Makefile once again.

  # This conditional selects whether we are being included from the

  # kernel Makefile or not.

  ifeq ($(KERNELRELEASE),)

  # Assume the source tree is where the running kernel was built

  # You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere

  KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build # 内核树build目录的位置

  # The current directory is passed to sub-makes as argument

  PWD := $(shell pwd)

  modules:

  $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

  modules_install:

  $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install

  clean:

  rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions

  # .PHONY修饰的目标就是只有规则没有依赖

  .PHONY: modules modules_install clean

  else

  # called from kernel build system: just declare what our modules are

  obj-m := hello.o # 模块目标文件

  endif

  需要注意的是Makefile的格式要正确。

  开始编译模块：

  make

  不出现错误的话，用ls -al查看该目录，会产生如下文件:

  hello.c hello.mod.c hello.o modules.order

  hello.ko hello.mod.o Makefile Module.symvers

  现在我们就可以将编译好的模块hello加载到内核中去了

  sudo insmod ./hello.ko //这个命令把hello.ko加载到内核,模块装载触发hello.c的init()方法

  sudo lsmod|grep hello //lsmod 这个命令可以查看当前所有的驱动模块，结果应该显示hello 680 0

  sudo rmmod hello //这个命令是把hello这个模块移除掉

  程序的输出结果可以在

  /var/log/syslog文件中查看

  Hello,World

  Goodbye,cruel world

  这是程序的输出。

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