Linux内核移植操作指南

Linux内核移植是将Linux内核适配到新硬件平台的过程。以下是详细的移植步骤和关键考虑因素：

1. 准备工作

硬件环境分析

• 确定目标平台的CPU架构(ARM, MIPS, x86等)
• 了解硬件组件(内存、外设、总线等)规格
• 获取硬件参考手册和数据表

软件工具准备

• 交叉编译工具链(如arm-linux-gnueabi-)
• 目标平台引导程序(U-Boot等)
• 内核源代码(从kernel.org获取)

2. 基本移植步骤

获取内核源代码

git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git
cd linux

配置内核

1. 选择最接近的默认配置：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- <your_platform>_defconfig

2. 进入菜单配置界面进行调整：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- menuconfig

关键配置项

• CPU类型和特性
• 内存布局(物理地址空间)
• 串口控制台配置
• 设备树支持(现代ARM平台)
• 必要的设备驱动

设备树配置(针对ARM平台)

1. 创建或修改设备树源文件(.dts)
2. 编译设备树：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- dtbs

编译内核

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- zImage
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- modules

3. 平台特定移植工作

添加新平台支持

1. 创建平台相关文件：

   • arch//mach-/
   • include/asm///

2. 关键实现：

   • 时钟初始化
   • 内存映射
   • 早期控制台设置
   • 中断控制器配置

驱动开发

1. 为平台特有硬件编写驱动
2. 集成现有驱动并进行适配

4. 测试与调试

启动问题排查

• 确保引导程序正确加载内核
• 检查早期printk输出
• 使用JTAG调试器(如有必要)

常见调试手段

earlyprintk=serial,0x<address>,<baudrate>

5. 优化与定制

内核裁剪

• 移除不需要的驱动和功能
• 优化内核大小和启动时间

性能调优

• 调整调度器参数
• 优化内存管理
• 配置电源管理

6. 维护与更新

• 跟踪上游内核更新
• 维护平台特定补丁
• 考虑上游贡献有价值的修改

注意事项

1. 从简单开始：先确保最小系统能运行
2. 分阶段移植：串口→内存→中断→其他外设
3. 充分利用社区资源：参考类似平台的实现
4. 详细记录修改：便于后续维护和上游提交

常见问题解决

• 内核无法启动：检查机器ID、设备树兼容性、内存配置
• 驱动不工作：验证硬件访问、中断处理、时钟配置
• 性能问题：分析系统调用、中断频率、调度行为

通过以上步骤，您可以完成Linux内核到新硬件平台的移植工作。根据具体平台复杂度的不同，整个过程可能需要几天到几个月不等。