Linux內(nèi)核中的Kconfig、Makefile、.config

zzjiwang 2016-06-16

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毛毛同學(xué)今天學(xué)習(xí)了驅(qū)動程序模塊的安裝與卸載，在這個過程中毛毛發(fā)現(xiàn)，內(nèi)核的目錄中有許多的Kconfig、Makefile文件，但是毛毛不知道為什么需要這些文件，這些文件又是用來做什么的。下面我們就和陶毛毛同學(xué)一起來學(xué)習(xí)下這些文件的作用是什么。
首先我們來學(xué)習(xí)什么Makefile，什么是Kconfig ，什么是.config
Ｍakefile：一個文本形式的文件，其中包含一些規(guī)則告訴make編譯哪些文件以及怎樣編譯這些文件。

Kconfig：一個文本形式的文件，其中主要作用是在內(nèi)核配置時候，作為配置選項。

.config：文件是在進(jìn)行內(nèi)核配置的時候，經(jīng)過配置后生成的內(nèi)核編譯參考文件。

Kconfig

1.先了解一下Kconfig的語法：
一個典型的內(nèi)核配置菜單如下：
menu "Network device support"
config NETDEVICES
        bool "Enable Net Devices"
        depends on NET
        default y
       help
               This is help desciption。
...
endmenu
包含在menu/endmenu中的內(nèi)容會成為Network device support的子菜單。每一個子菜單項都是由config來定義的。congfig下方的那些bool、depends on、default、help等為config的屬性，用于定義該菜單項的類型、依賴項、默認(rèn)值、幫助信息等。
2. 補(bǔ)充說明一下類型定義部分：
每個config菜單項都要有類型定義: bool布爾類型、 tristate三態(tài)(內(nèi)建、模塊、移除)、string字符串、 hex十六進(jìn)制、 integer整型。
例如：
config HELLO_MODULE
bool "hello test module"
bool 類型的只能選中或不選中，顯示為[ ]; tristate類型的菜單項多了編譯成內(nèi)核模塊的選項，顯示為< > , 假如選擇編譯成內(nèi)核模塊，則會在.config中生成一個 CONFIG_HELLO_MODULE=m的配置，假如選擇內(nèi)建，就是直接編譯成內(nèi)核影響，就會在.config中生成一個 CONFIG_HELLO_MODULE=y的配置. hex十六進(jìn)制類型顯示為（）。

3. 目錄層次迭代
在Kconfig中有類似語句：source "drivers/usb/Kconfig"
用來包含（或嵌套）新的Kconfig文件，這樣便可以使各個目錄管理各自的配置內(nèi)容，使不必把那些配置都寫在同一個文件里，方便修改和管理。

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Makefile
2.6內(nèi)核的Makefile分為5個組成部分：
       1. 最頂層的Makefile
       2. 內(nèi)核的.config配置文件
       3.   在arch/$(ARCH) 目錄下的體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的Makefile
       4. 在s目錄下的 Makefile.* 文件，是一些Makefile的通用規(guī)則
       5. 各級目錄下的大概約500個kbuild Makefile文件

頂層的Makefile文件讀取 .config文件的內(nèi)容，并總體上負(fù)責(zé)build內(nèi)核和模塊。Arch Makefile則提供補(bǔ)充體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息。 s目錄下的Makefile文件包含了所有用來根據(jù)kbuild Makefile 構(gòu)建內(nèi)核所需的定義和規(guī)則。

Kbuild Makefile
對于Makefiles的不同組成部分，有一些不同的語法規(guī)則。針對的對象也不同，對于大部分內(nèi)核模塊或設(shè)備驅(qū)動的開發(fā)者和使用者來說，最常接觸到的就是各層目錄下基于kbuild架構(gòu)的kbuild Makefile文件。Kbuild Makefile核心內(nèi)容主要包括：
1.目標(biāo)定義
目標(biāo)定義就是用來定義哪些內(nèi)容要做為模塊編譯，哪些要編譯鏈接進(jìn)內(nèi)核。如：

obj-y += foo.o

表示要由foo.c或者foo.s文件編譯得到foo.o并鏈接進(jìn)內(nèi)核，而obj-m則表示該文件要作為模塊編譯。除了y，m以外的obj-x形式的目標(biāo)都不會被編譯。而更常見的做法是根據(jù).config文件的CONFIG_ 變量來決定文件的編譯方式（該變量如何起作用見文末另一篇文章的鏈接），如：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o

除了obj-形式的目標(biāo)以外，還有l(wèi)ib-y library庫，hostprogs-y 主機(jī)程序等目標(biāo)，但是基本都應(yīng)用在特定的目錄和場合下。

例子說明：

下面我們以實例來說明這幾個文件的作用

Step1：編輯配置文件Kconfig，加入驅(qū)動選項，使之在make menuconfig 的時候出現(xiàn)
打開 linux-2.6.32.2/drivers/char/Kconfig 文件，添加如圖所示：

保存退出，這時在linux-2.6.32.2 目錄位置運(yùn)行一下make menuconfig 就可以在Device
Drivers Character devices 菜單中看到剛才所添加的選項了，按下空格鍵將會選擇為<M>，
此意為要把該選項編譯為模塊方式；再按下空格會變?yōu)?lt;*>，意為要把該選項編譯到內(nèi)核中，
在此我們選擇<M>，如圖：

Step2：通過上一步，我們雖然可以在配置內(nèi)核的時候進(jìn)行選擇，但實際上此時執(zhí)行編譯內(nèi)核還是不能把mini2440_hello_module.c 編譯進(jìn)去的，還需要在Makefile 中把內(nèi)核配置選項和真正的源代碼聯(lián)系起來，打開linux-2.6.32.2/drivers/char/Makefile，如圖添加并保存退出：