Linux Kconfig及Makefile學習

內核源碼樹的目錄下都有兩個文檔 Kconfig （2.4版本是Config.in）和Makefile。分佈到各目錄的Kconfig構成了一個分佈式的內核配置數據庫，每個Kconfig分別描述了 所屬目錄源文檔相關的內核配置菜單。在內核配置make menuconfig時，從Kconfig中讀出菜單，用戶選擇後保存到.config的內核配置文檔中。在內核編譯時，主Makefile調用這 個.config，就知道了用戶的選擇。

上面的內容說明了，Kconfig就是對應着內核的配置菜單。假如要想添加新的驅動到內核的源碼中，能夠修改Kconfig,這樣就能夠選擇這個驅動，假如想使這個驅動被編譯，要修改Makefile。所以，添加新的驅動時需要修改的文檔有兩種（注意不只是兩個）
*Kconfig
*Makefile

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Kconfig

1.先了解一下Kconfig的語法：
一個典型的內核配置菜單如下：
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中的內容會成爲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等爲config的屬性，用於定義該菜單項的類型、依賴項、默認值、幫助信息等。

2. 補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(內建、模塊、移除)、string字符串、 hex十六進制、 integer整型。
例如：
config HELLO_MODULE
bool "hello test module"
bool 類型的只能選中或不選中，顯示爲[ ]; tristate類型的菜單項多了編譯成內核模塊的選項，顯示爲< > , 假如選擇編譯成內核模塊，則會在.config中生成一個 CONFIG_HELLO_MODULE=m的配置，假如選擇內建，就是直接編譯成內核影響，就會在.config中生成一個 CONFIG_HELLO_MODULE=y的配置. hex十六進制類型顯示爲（ ）。

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容，使不必把那些配置都寫在同一個文件裏，方便修改和管理。

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Makefile

2.6內核的Makefile分爲5個組成部分：
       1. 最頂層的Makefile
       2. 內核的.config配置文件
       3.   在arch/$(ARCH) 目錄下的體系結構相關的Makefile 
       4. 在s目錄下的 Makefile.* 文件，是一些Makefile的通用規則 
       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文件的內容，並總體上負責build內核和模塊。Arch Makefile則提供補充體系結構相關的信息。 s目錄下的Makefile文件包含了所有用來根據kbuild Makefile 構建內核所需的定義和規則。

Kbuild Makefile
對於Makefiles的不同組成部分，有一些不同的語法規則。針對的對象也不同，對於大部分內核模塊或設備驅動的開發者和使用者來說，最常接觸到的就是 各層目錄下基於kbuild架構的kbuild Makefile文件。Kbuild Makefile核心內容主要包括：

1.目標定義
目標定義就是用來定義哪些內容要做爲模塊編譯，哪些要編譯鏈接進內核。如：

obj-y += foo.o

表示要由foo.c或者foo.s文件編譯得到 foo.o並鏈接進內核，而obj-m則表示該文件要作爲模塊編譯。 除了y，m以外的obj-x形式的目標都不會被編譯。而更常見的做法是根據.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-形式的目標以外，還有lib-y library庫，hostprogs-y 主機程序等目標，但是基本都應用在特定的目錄和場合下。

2.多文件模塊的定義 
最簡單的kbuild Makefile如上一節一句話的形式就夠了，如果一個模塊由多個文件組成，那麼稍微複雜一些，採用模塊名加 –objs後綴或者 –y後綴的形式來定義模塊的組成文件。如以下例子：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o
ext2-y := balloc.o bitmap.o

或者寫成如-objs的形式：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o
ext2-objs := balloc.o bitmap.o

模塊的名字爲ext2，如果CONFIG_EXT2 的值是m，由balloc.o和bitmap.o兩個目標文件最終鏈接生成ext2.o 直至ext2.ko文件，如果CONFIG_EXT2的值是y，生成的 ext2.o將被鏈接進built-in.o最終鏈接進內核。

3.目錄層次的迭代
如下例：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2/

如果CONFIG_EXT2 的值爲y或m，kbuild將會將ext2目錄列入向下迭代的目標中。

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模塊的編譯

編譯模塊的時候，你可以將模塊放在代碼樹中，用Make modules的方式來編譯你的模塊，
此時Makefile內容很簡單，例如：obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o 即可。

你也可以將模塊相關文件目錄放在代碼樹以外的位置，用如下命令來編譯模塊：
make -C <path to kernel src> M=$PWD modules

‘-C’指定代碼樹的位置，M=$PWD 或 M=`PWD` 告訴kbuild回到當前目錄來執行build操作。
當然，我們也可以爲其寫一個Makefile，這裏介紹一個教通用的Makefile（2.6版本）：

# Makefile2.6 
ifneq ($(KERNELRELEASE),) 
#kbuild syntax. dependency relationshsip of files and target modules are listed here. 
obj-m := hello.o 
hello-objs := hello.o   
else 
PWD := $(shell pwd) 
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build 
all:
$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
clean: 
rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions 
endif 

此例子驅動目錄叫做hello，實際中需要將下面的hello換成自己的目錄名稱。其中代碼樹路徑是自動獲取的。之後在目錄下直接執行make命令即可，不再用敲上面一大長串命令。

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在添加新驅動時，需要創建Kconfig、Makefile文件，且需要修改父目錄Kconfig、Makefile這兩個文件以便將自己的驅動包含進去。

例子如下：

爲Android內核添加新驅動，並提供menuconfig選項

爲Android的Linux內核2.6.25添加驅動。

1. 在drives目錄下添加hello目錄，內含hello.c Kconfig Makefile

hello.c內容：
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
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);

Kconfig內容：
config HELLO
tristate "Hello Driver added by Dong"
default n
help
   test for adding driver to menuconfig.

MakeFile內容：
obj-$(CONFIG_HELLO) += hello.o

2. 上面的Kconfig文件再加上下面的兩個配置，可使hello項出現在配置菜單中。
在arch/arm/Kconfig menu "Device Drivers" endmenu之間添加
source "drivers/hello/Kconfig"

在drivers/Kconfig menu "Device Drivers" endmenu之間添加
source "drivers/hello/Kconfig"

（不知爲什麼arch/arm/Kconfig中竟然含有Drivers裏Kconfig內容的一個複本，
實驗證明只對drivers/Kconfig中修改內容無效。）

3.修改Drivers目錄下的Makefile文件，添加如下行，
obj-$(CONFIG_HELLO) += hello/
當CONFIG_HELLO爲y或m時，使系統能找到hello驅動的makefile。

linux-2.6.25目錄下make menuconfig，在Device Drivers菜單下選中Hello Driver added by Dong項比如M，作爲module。然後保存配置，執行make命令，就可以看到 CC [M] drivers/hello/hello.o 的log了，hello目錄裏生成了hello.o hello.ko的等文件。

流程：
假如在make menuconfig時配置Hello Driver added by Dong爲M（即編爲模塊，而不是編進linux內核）
則.config中就會多一行CONFIG_HELLO = m
如此一來，drivers/Makefile中obj-$(CONFIG_HELLO) += hello/就變成了obj-m +=hello/
於是執行make命令時，便會進入hello目錄裏找makefile，MakeFile內容obj-$(CONFIG_HELLO) += hello.o 變成了obj-m +=hello.o，所以hello.c就被編譯成模塊了。