Linux内核中的Kconfig/Makefile/.config 文件解析

Linux内核中的Kconfig、Makefile、.config

 

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         本文参考友善之臂的MICRO2440用户手册

毛毛同学今天学习了驱动程序模块的安装与卸载，在这个过程中毛毛发现，内核的目录中有许多的Kconfig、Makefile文件，但是毛毛不知道为什么需要这些文件，这些文件又是用来做什么的。下面我们就和陶毛毛同学一起来学习下这些文件的作用是什么。
        首先我们来学习什么Makefile，什么是Kconfig ，什么是.config
        Ｍakefile：一个文本形式的文件，其中包含一些规则告诉make编译哪些文件以及怎样编译这些文件。

         Kconfig：一个文本形式的文件，其中主要作用是在内核配置时候，作为配置选项。

         .config：文件是在进行内核配置的时候，经过配置后生成的内核编译参考文件。

Kconfig

1.先了解一下Kconfig的语法：
一个典型的内核配置菜单如下：
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中的内容会成为Network device support的子菜单。每一个子菜单项都是由config来定义的。congfig下方的那些bool、depends on、default、help等为config的属性，用于定义该菜单项的类型、依赖项、默认值、帮助信息等。
2. 补充说明一下类型定义部分：
每个config菜单项都要有类型定义: bool布尔类型、 tristate三态(内建、模块、移除)、string字符串、 hex十六进制、 integer整型。
例如：
config HELLO_MODULE
bool "hello test module"
bool 类型的只能选中或不选中，显示为[ ]; tristate类型的菜单项多了编译成内核模块的选项，显示为< > , 假如选择编译成内核模块，则会在.config中生成一个 CONFIG_HELLO_MODULE=m的配置，假如选择内建，就是直接编译成内核影响，就会在.config中生成一个 CONFIG_HELLO_MODULE=y的配置. hex十六进制类型显示为（ ）。

3. 目录层次迭代
在Kconfig中有类似语句：source "drivers/usb/Kconfig"
用来包含（或嵌套）新的Kconfig文件，这样便可以使各个目录管理各自的配置内容，使不必把那些配置都写在同一个文件里，方便修改和管理。

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Makefile
2.6内核的Makefile分为5个组成部分：
       1. 最顶层的Makefile
       2. 内核的.config配置文件
       3.   在arch/$(ARCH) 目录下的体系结构相关的Makefile
       4. 在s目录下的 Makefile.* 文件，是一些Makefile的通用规则
       5. 各级目录下的大概约500个kbuild Makefile文件

顶层的Makefile文件读取 .config文件的内容，并总体上负责build内核和模块。Arch Makefile则提供补充体系结构相关的信息。 s目录下的Makefile文件包含了所有用来根据kbuild Makefile 构建内核所需的定义和规则。

Kbuild Makefile
对于Makefiles的不同组成部分，有一些不同的语法规则。针对的对象也不同，对于大部分内核模块或设备驱动的开发者和使用者来说，最常接触到的就是各层目录下基于kbuild架构的kbuild Makefile文件。Kbuild Makefile核心内容主要包括：
1.目标定义
目标定义就是用来定义哪些内容要做为模块编译，哪些要编译链接进内核。如：

obj-y += foo.o

表示要由foo.c或者foo.s文件编译得到foo.o并链接进内核，而obj-m则表示该文件要作为模块编译。 除了y，m以外的obj-x形式的目标都不会被编译。而更常见的做法是根据.config文件的CONFIG_ 变量来决定文件的编译方式（该变量如何起作用见文末另一篇文章的链接），如：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o

除了obj-形式的目标以外，还有lib-y library库，hostprogs-y 主机程序等目标，但是基本都应用在特定的目录和场合下。

例子说明：

下面我们以实例来说明这几个文件的作用

Step1：编辑配置文件Kconfig，加入驱动选项，使之在make menuconfig 的时候出现
打开 linux-2.6.32.2/drivers/char/Kconfig 文件，添加如图所示：

保存退出，这时在linux-2.6.32.2 目录位置运行一下make menuconfig 就可以在Device
Drivers Character devices 菜单中看到刚才所添加的选项了，按下空格键将会选择为<M>，
此意为要把该选项编译为模块方式；再按下空格会变为<*>，意为要把该选项编译到内核中，
在此我们选择<M>，如图：

Step2：通过上一步，我们虽然可以在配置内核的时候进行选择，但实际上此时执行编译内核还是不能把mini2440_hello_module.c 编译进去的，还需要在Makefile 中把内核配置选项和真正的源代码联系起来，打开linux-2.6.32.2/drivers/char/Makefile，如图添加并保存退出：

 

Step3：这时回到linux-2.6.32.2 源代码根目录位置，执行make modules，就可以生成我们所需要的内核模块文件 mini2440_hello_module.ko 了，如图：至此，我们已经完成了模块驱动的编译。