学习内核Kconfig和Makefile原理

内核源码树的目录下都有两个文档Kconfig（2.4版本是Config.in）和Makefile。分布到各目录的Kconfig构成了一个分布式的内核配置数据库，每个Kconfig分别描述了所属目录源文档相关的内核配置菜单。在内核配置makemenuconfig时，从Kconfig中读出菜单，用户选择后保存到.config的内核配置文档中。在内核编译时，主Makefile调用这个.config，就知道了用户的选择。

上面的内容说明了，Kconfig就是对应着内核的配置菜单。假如要想添加新的驱动到内核的源码中，能够修改Kconfig,这样就能够选择这个驱动，假如想使这个驱动被编译，要修改Makefile。所以，添加新的驱动时需要修改的文档有两种（注意不只是两个）
*Kconfig
*Makefile

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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 devicesupport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、dependson、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。

2.多文件模块的定义
最简单的kbuild Makefile如上一节一句话的形式就够了，如果一个模块由多个文件组成，那么稍微复杂一些，采用模块名加 –objs后缀或者 –y后缀的形式来定义模块的组成文件。如以下例子：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o
ext2-y := balloc.o bitmap.o

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

模块的名字为ext2，如果CONFIG_EXT2的值是m，由balloc.o和bitmap.o两个目标文件最终链接生成ext2.o直至ext2.ko文件，如果CONFIG_EXT2的值是y，生成的 ext2.o将被链接进built-in.o最终链接进内核。

3.目录层次的迭代
如下例：
obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2/

如果CONFIG_EXT2 的值为y或m，kbuild将会将ext2目录列入向下迭代的目标中。

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模块的编译

编译模块的时候，你可以将模块放在代码树中，用Make modules的方式来编译你的模块，
此时Makefile内容很简单，例如：obj-$(CONFIG_EXT2) += ext2.o 即可。

你也可以将模块相关文件目录放在代码树以外的位置，用如下命令来编译模块：
make -C <path to kernel src> M=$PWD modules

‘-C’指定代码树的位置，M=$PWD 或 M=`PWD` 告诉kbuild回到当前目录来执行build操作。
当然，我们也可以为其写一个Makefile，这里介绍一个教通用的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

此例子驱动目录叫做hello，实际中需要将下面的hello换成自己的目录名称。其中代码树路径是自动获取的。之后在目录下直接执行make命令即可，不再用敲上面一大长串命令。

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在添加新驱动时，需要创建Kconfig、Makefile文件，且需要修改父目录Kconfig、Makefile这两个文件以便将自己的驱动包含进去。

在linux2.6.x/Documentation/kbuild目录下有周详的介绍有关kconfig、makefile的知识。