Linux内核配置系统浅析
隨著 Linux 操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，特別是 Linux 在嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展，越來越多的人開始投身到 Linux 內(nèi)核級的開發(fā)中。面對日益龐大的 Linux 內(nèi)核源代碼，開發(fā)者在完成自己的內(nèi)核代碼后，都將面臨著同樣的問題，即如何將源代碼融入到 Linux 內(nèi)核中，增加相應(yīng)的 Linux 配置選項，并最終被編譯進(jìn) Linux 內(nèi)核。這就需要了解 Linux 的內(nèi)核配置系統(tǒng)。
眾所周知，Linux 內(nèi)核是由分布在全球的 Linux 愛好者共同開發(fā)的，Linux 內(nèi)核每天都面臨著許多新的變化。但是，Linux 內(nèi)核的組織并沒有出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，反而顯得非常的簡潔，而且具有很好的擴(kuò)展性，開發(fā)人員可以很方便的向 Linux 內(nèi)核中增加新的內(nèi)容。原因之一就是 Linux 采用了模塊化的內(nèi)核配置系統(tǒng)，從而保證了內(nèi)核的擴(kuò)展性。
本文首先分析了 Linux 內(nèi)核中的配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，然后，解釋了 Makefile 和配置文件的格式以及配置語句的含義，最后，通過一個簡單的例子--TEST Driver，具體說明如何將自行開發(fā)的代碼加入到 Linux 內(nèi)核中。在下面的文章中，不可能解釋所有的功能和命令，只對那些常用的進(jìn)行解釋，至于那些沒有討論到的，請讀者參考后面的參考文獻(xiàn)。
1． 配置系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
Linux內(nèi)核的配置系統(tǒng)由三個部分組成，分別是：
這些配置工具都是使用腳本語言，如 Tcl/TK、Perl 編寫的（也包含一些用 C 編寫的代碼）。本文并不是對配置系統(tǒng)本身進(jìn)行分析，而是介紹如何使用配置系統(tǒng)。所以，除非是配置系統(tǒng)的維護(hù)者，一般的內(nèi)核開發(fā)者無須了解它們的原理，只需要知道如何編寫 Makefile 和配置文件就可以。所以，在本文中，我們只對 Makefile 和配置文件進(jìn)行討論。另外，凡是涉及到與具體 CPU 體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)容，我們都以 ARM 為例，這樣不僅可以將討論的問題明確化，而且對內(nèi)容本身不產(chǎn)生影響。
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2． Makefile
2.1 Makefile 概述
Makefile 的作用是根據(jù)配置的情況，構(gòu)造出需要編譯的源文件列表，然后分別編譯，并把目標(biāo)代碼鏈接到一起，最終形成 Linux 內(nèi)核二進(jìn)制文件。
由于 Linux 內(nèi)核源代碼是按照樹形結(jié)構(gòu)組織的，所以 Makefile 也被分布在目錄樹中。Linux 內(nèi)核中的 Makefile 以及與 Makefile 直接相關(guān)的文件有：
用戶通過 make config 配置后，產(chǎn)生了 .config。頂層 Makefile 讀入 .config 中的配置選擇。頂層 Makefile 有兩個主要的任務(wù)：產(chǎn)生 vmlinux 文件和內(nèi)核模塊（module）。為了達(dá)到此目的，頂層 Makefile 遞歸的進(jìn)入到內(nèi)核的各個子目錄中，分別調(diào)用位于這些子目錄中的 Makefile。至于到底進(jìn)入哪些子目錄，取決于內(nèi)核的配置。在頂層 Makefile 中，有一句：include arch/$(ARCH)/Makefile，包含了特定 CPU 體系結(jié)構(gòu)下的 Makefile，這個 Makefile 中包含了平臺相關(guān)的信息。
位于各個子目錄下的 Makefile 同樣也根據(jù) .config 給出的配置信息，構(gòu)造出當(dāng)前配置下需要的源文件列表，并在文件的最后有 include $(TOPDIR)/Rules.make。
Rules.make 文件起著非常重要的作用，它定義了所有 Makefile 共用的編譯規(guī)則。比如，如果需要將本目錄下所有的 c 程序編譯成匯編代碼，需要在 Makefile 中有以下的編譯規(guī)則：
%.s: %.c
$(CC) $(CFLAGS) -S $< -o $@
有很多子目錄下都有同樣的要求，就需要在各自的 Makefile 中包含此編譯規(guī)則，這會比較麻煩。而 Linux 內(nèi)核中則把此類的編譯規(guī)則統(tǒng)一放置到 Rules.make 中，并在各自的 Makefile 中包含進(jìn)了 Rules.make（include Rules.make），這樣就避免了在多個 Makefile 中重復(fù)同樣的規(guī)則。對于上面的例子，在 Rules.make 中對應(yīng)的規(guī)則為：
%.s: %.c
$(CC) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) $(CFLAGS_$(*F)) $(CFLAGS_$@) -S $< -o $@
2.2 Makefile 中的變量
頂層 Makefile 定義并向環(huán)境中輸出了許多變量，為各個子目錄下的 Makefile 傳遞一些信息。有些變量，比如 SUBDIRS，不僅在頂層 Makefile 中定義并且賦初值，而且在 arch/*/Makefile 還作了擴(kuò)充。
常用的變量有以下幾類：
1） 版本信息
版本信息有：VERSION，PATCHLEVEL, SUBLEVEL, EXTRAVERSION，KERNELRELEASE。 版本信息定義了當(dāng)前內(nèi)核的版本，比如 VERSION=2，PATCHLEVEL=4，SUBLEVEL=18，EXATAVERSION=-rmk7，它們共同構(gòu)成內(nèi)核的發(fā)行版本KERNELRELEASE：2.4.18-rmk7
2） CPU 體系結(jié)構(gòu)：ARCH
在頂層 Makefile 的開頭，用 ARCH 定義目標(biāo) CPU 的體系結(jié)構(gòu)，比如 ARCH:=arm 等。許多子目錄的 Makefile 中，要根據(jù) ARCH 的定義選擇編譯源文件的列表。
3） 路徑信息：TOPDIR, SUBDIRS
TOPDIR 定義了 Linux 內(nèi)核源代碼所在的根目錄。例如，各個子目錄下的 Makefile 通過 $(TOPDIR)/Rules.make 就可以找到 Rules.make 的位置。
SUBDIRS 定義了一個目錄列表，在編譯內(nèi)核或模塊時，頂層 Makefile 就是根據(jù) SUBDIRS 來決定進(jìn)入哪些子目錄。SUBDIRS 的值取決于內(nèi)核的配置，在頂層 Makefile 中 SUBDIRS 賦值為 kernel drivers mm fs net ipc lib；根據(jù)內(nèi)核的配置情況，在 arch/*/Makefile 中擴(kuò)充了 SUBDIRS 的值，參見4）中的例子。
4） 內(nèi)核組成信息：HEAD, CORE_FILES, NETWORKS, DRIVERS, LIBS
Linux 內(nèi)核文件 vmlinux 是由以下規(guī)則產(chǎn)生的：
vmlinux: $(CONFIGURATION) init/main.o init/version.o linuxsubdirs
$(LD) $(LINKFLAGS) $(HEAD) init/main.o init/version.o \
--start-group \
$(CORE_FILES) \
$(DRIVERS) \
$(NETWORKS) \
$(LIBS) \
--end-group \
-o vmlinux
可以看出，vmlinux 是由 HEAD、main.o、version.o、CORE_FILES、DRIVERS、NETWORKS 和 LIBS 組成的。這些變量（如 HEAD）都是用來定義連接生成 vmlinux 的目標(biāo)文件和庫文件列表。其中，HEAD在arch/*/Makefile 中定義，用來確定被最先鏈接進(jìn) vmlinux 的文件列表。比如，對于 ARM 系列的 CPU，HEAD 定義為：
?? ? ? ? ? ? ? ? ? HEAD? ? ? ? ? ? := arch/arm/kernel/head-$(PROCESSOR).o \
?? ? ? ? ? ? ? ? ? arch/arm/kernel/init_task.o
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
表明 head-$(PROCESSOR).o 和 init_task.o 需要最先被鏈接到 vmlinux 中。PROCESSOR 為 armv 或 armo，取決于目標(biāo) CPU。 CORE_FILES，NETWORK，DRIVERS 和 LIBS 在頂層 Makefile 中定義，并且由 arch/*/Makefile 根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。 CORE_FILES 對應(yīng)著內(nèi)核的核心文件，有 kernel/kernel.o，mm/mm.o，fs/fs.o，ipc/ipc.o，可以看出，這些是組成內(nèi)核最為重要的文件。同時，arch/arm/Makefile 對 CORE_FILES 進(jìn)行了擴(kuò)充：
# arch/arm/Makefile
# If we have a machine-specific directory, then include it in the build.
MACHDIR ? ? ? ? := arch/arm/mach-$(MACHINE)
ifeq ($(MACHDIR),$(wildcard $(MACHDIR)))
SUBDIRS ? ? ? ? += $(MACHDIR)
CORE_FILES? ? ? := $(MACHDIR)/$(MACHINE).o $(CORE_FILES)
endif
HEAD? ? ? ? ? ? := arch/arm/kernel/head-$(PROCESSOR).o \
?? ? ? ? ? ? ? ? ? arch/arm/kernel/init_task.o
SUBDIRS ? ? ? ? += arch/arm/kernel arch/arm/mm arch/arm/lib arch/arm/nwfpe
CORE_FILES? ? ? := arch/arm/kernel/kernel.o arch/arm/mm/mm.o $(CORE_FILES)
LIBS? ? ? ? ? ? := arch/arm/lib/lib.a $(LIBS)
5） 編譯信息：CPP, CC, AS, LD, AR，CFLAGS，LINKFLAGS
在 Rules.make 中定義的是編譯的通用規(guī)則，具體到特定的場合，需要明確給出編譯環(huán)境，編譯環(huán)境就是在以上的變量中定義的。針對交叉編譯的要求，定義了 CROSS_COMPILE。比如：
CROSS_COMPILE ? = arm-linux-
CC? ? ? ? ? ? ? = $(CROSS_COMPILE)gcc
LD? ? ? ? ? ? ? = $(CROSS_COMPILE)ld
......
CROSS_COMPILE 定義了交叉編譯器前綴 arm-linux-，表明所有的交叉編譯工具都是以 arm-linux- 開頭的，所以在各個交叉編譯器工具之前，都加入了 $(CROSS_COMPILE)，以組成一個完整的交叉編譯工具文件名，比如 arm-linux-gcc。
CFLAGS 定義了傳遞給 C 編譯器的參數(shù)。
LINKFLAGS 是鏈接生成 vmlinux 時，由鏈接器使用的參數(shù)。LINKFLAGS 在 arm/*/Makefile 中定義，比如：
# arch/arm/Makefile
LINKFLAGS ? ? ? :=-p -X -T arch/arm/vmlinux.lds
6） 配置變量CONFIG_*
.config 文件中有許多的配置變量等式，用來說明用戶配置的結(jié)果。例如 CONFIG_MODULES=y 表明用戶選擇了 Linux 內(nèi)核的模塊功能。
.config 被頂層 Makefile 包含后，就形成許多的配置變量，每個配置變量具有確定的值：y 表示本編譯選項對應(yīng)的內(nèi)核代碼被靜態(tài)編譯進(jìn) Linux 內(nèi)核；m 表示本編譯選項對應(yīng)的內(nèi)核代碼被編譯成模塊；n 表示不選擇此編譯選項；如果根本就沒有選擇，那么配置變量的值為空。
2.3 Rules.make 變量
前面講過，Rules.make 是編譯規(guī)則文件，所有的 Makefile 中都會包括 Rules.make。Rules.make 文件定義了許多變量，最為重要是那些編譯、鏈接列表變量。
O_OBJS，L_OBJS，OX_OBJS，LX_OBJS：本目錄下需要編譯進(jìn) Linux 內(nèi)核 vmlinux 的目標(biāo)文件列表，其中 OX_OBJS 和 LX_OBJS 中的 "X" 表明目標(biāo)文件使用了 EXPORT_SYMBOL 輸出符號。
M_OBJS，MX_OBJS：本目錄下需要被編譯成可裝載模塊的目標(biāo)文件列表。同樣，MX_OBJS 中的 "X" 表明目標(biāo)文件使用了 EXPORT_SYMBOL 輸出符號。
O_TARGET，L_TARGET：每個子目錄下都有一個 O_TARGET 或 L_TARGET，Rules.make 首先從源代碼編譯生成 O_OBJS 和 OX_OBJS 中所有的目標(biāo)文件，然后使用 $(LD) -r 把它們鏈接成一個 O_TARGET 或 L_TARGET。O_TARGET 以 .o 結(jié)尾，而 L_TARGET 以 .a 結(jié)尾。
2.4 子目錄 Makefile
子目錄 Makefile 用來控制本級目錄以下源代碼的編譯規(guī)則。我們通過一個例子來講解子目錄 Makefile 的組成：
#
# Makefile for the linux kernel.
#
# All of the (potential) objects that export symbols.
# This list comes from 'grep -l EXPORT_SYMBOL *.[hc]'.
export-objs := tc.o
# Object file lists.
obj-y :=
obj-m :=
obj-n :=
obj- :=
obj-$(CONFIG_TC) += tc.o
obj-$(CONFIG_ZS) += zs.o
obj-$(CONFIG_VT) += lk201.o lk201-map.o lk201-remap.o
# Files that are both resident and modular: remove from modular.
obj-m := $(filter-out $(obj-y), $(obj-m))
# Translate to Rules.make lists.
L_TARGET := tc.a
L_OBJS := $(sort $(filter-out $(export-objs), $(obj-y)))
LX_OBJS := $(sort $(filter ? ? $(export-objs), $(obj-y)))
M_OBJS := $(sort $(filter-out $(export-objs), $(obj-m)))
MX_OBJS := $(sort $(filter ? ? $(export-objs), $(obj-m)))
include $(TOPDIR)/Rules.make
a) 注釋
對 Makefile 的說明和解釋，由#開始。
b) 編譯目標(biāo)定義
類似于 obj-$(CONFIG_TC) += tc.o 的語句是用來定義編譯的目標(biāo)，是子目錄 Makefile 中最重要的部分。編譯目標(biāo)定義那些在本子目錄下，需要編譯到 Linux 內(nèi)核中的目標(biāo)文件列表。為了只在用戶選擇了此功能后才編譯，所有的目標(biāo)定義都融合了對配置變量的判斷。
前面說過，每個配置變量取值范圍是：y，n，m 和空，obj-$(CONFIG_TC) 分別對應(yīng)著 obj-y，obj-n，obj-m，obj-。如果 CONFIG_TC 配置為 y，那么 tc.o 就進(jìn)入了 obj-y 列表。obj-y 為包含到 Linux 內(nèi)核 vmlinux 中的目標(biāo)文件列表；obj-m 為編譯成模塊的目標(biāo)文件列表；obj-n 和 obj- 中的文件列表被忽略。配置系統(tǒng)就根據(jù)這些列表的屬性進(jìn)行編譯和鏈接。
export-objs 中的目標(biāo)文件都使用了 EXPORT_SYMBOL() 定義了公共的符號，以便可裝載模塊使用。在 tc.c 文件的最后部分，有 "EXPORT_SYMBOL(search_tc_card);"，表明 tc.o 有符號輸出。
這里需要指出的是，對于編譯目標(biāo)的定義，存在著兩種格式，分別是老式定義和新式定義。老式定義就是前面 Rules.make 使用的那些變量，新式定義就是 obj-y，obj-m，obj-n 和 obj-。Linux 內(nèi)核推薦使用新式定義，不過由于 Rules.make 不理解新式定義，需要在 Makefile 中的適配段將其轉(zhuǎn)換成老式定義。
c) 適配段
適配段的作用是將新式定義轉(zhuǎn)換成老式定義。在上面的例子中，適配段就是將 obj-y 和 obj-m 轉(zhuǎn)換成 Rules.make 能夠理解的 L_TARGET，L_OBJS，LX_OBJS，M_OBJS，MX_OBJS。
L_OBJS := $(sort $(filter-out $(export-objs), $(obj-y))) 定義了 L_OBJS 的生成方式：在 obj-y 的列表中過濾掉 export-objs（tc.o），然后排序并去除重復(fù)的文件名。這里使用到了 GNU Make 的一些特殊功能，具體的含義可參考 Make 的文檔（info make）。
d) include $(TOPDIR)/Rules.make
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3． 配置文件
3.1 配置功能概述
除了 Makefile 的編寫，另外一個重要的工作就是把新功能加入到 Linux 的配置選項中，提供此項功能的說明，讓用戶有機(jī)會選擇此項功能。所有的這些都需要在 config.in 文件中用配置語言來編寫配置腳本，
在 Linux 內(nèi)核中，配置命令有多種方式：
配置命令 解釋腳本
Make config, make oldconfig scripts/Configure
Make menuconfig scripts/Menuconfig
Make xconfig scripts/tkparse
以字符界面配置（make config）為例，頂層 Makefile 調(diào)用 scripts/Configure， 按照 arch/arm/config.in 來進(jìn)行配置。命令執(zhí)行完后產(chǎn)生文件 .config，其中保存著配置信息。下一次再做 make config 將產(chǎn)生新的 .config 文件，原 .config 被改名為 .config.old
3.2 配置語言
1） 頂層菜單
mainmenu_name /prompt/ /prompt/ 是用'或"包圍的字符串，'與"的區(qū)別是'…'中可使用$引用變量的值。mainmenu_name 設(shè)置最高層菜單的名字，它只在 make xconfig 時才會顯示。
2） 詢問語句
? ? ? ? ? ? bool? ? ? ? ? ? /prompt/ /symbol/
? ? ? ? hex ? ? ? ? ? ? /prompt/ /symbol/ /word/
? ? ? ? int ? ? ? ? ? ? /prompt/ /symbol/ /word/
? ? ? ? string? ? ? ? ? /prompt/ /symbol/ /word/
? ? ? ? tristate? ? ? ? /prompt/ /symbol/
?? ? ? ?
詢問語句首先顯示一串提示符 /prompt/，等待用戶輸入，并把輸入的結(jié)果賦給 /symbol/ 所代表的配置變量。不同的詢問語句的區(qū)別在于它們接受的輸入數(shù)據(jù)類型不同，比如 bool 接受布爾類型（ y 或 n ），hex 接受 16 進(jìn)制數(shù)據(jù)。有些詢問語句還有第三個參數(shù) /word/，用來給出缺省值。
3） 定義語句
? ? ? ? ? ? ? ? define_bool ? ? /symbol/ /word/
? ? ? ? define_hex? ? ? /symbol/ /word/
? ? ? ? define_int? ? ? /symbol/ /word/
? ? ? ? define_string ? /symbol/ /word/
? ? ? ? define_tristate /symbol/ /word/
?? ? ? ?
不同于詢問語句等待用戶輸入，定義語句顯式的給配置變量 /symbol/ 賦值 /word/。
4） 依賴語句
?? ? ? ?
? ? ? ? dep_bool? ? ? ? /prompt/ /symbol/ /dep/ ...
? ? ? ? dep_mbool ? ? ? /prompt/ /symbol/ /dep/ ...
? ? ? ? dep_hex ? ? ? ? /prompt/ /symbol/ /word/ /dep/ ...
? ? ? ? dep_int ? ? ? ? /prompt/ /symbol/ /word/ /dep/ ...
? ? ? ? dep_string? ? ? /prompt/ /symbol/ /word/ /dep/ ...
? ? ? ? dep_tristate? ? /prompt/ /symbol/ /dep/ ...
?? ? ? ?
與詢問語句類似，依賴語句也是定義新的配置變量。不同的是，配置變量/symbol/的取值范圍將依賴于配置變量列表/dep/ …。這就意味著：被定義的配置變量所對應(yīng)功能的取舍取決于依賴列表所對應(yīng)功能的選擇。以dep_bool為例，如果/dep/ …列表的所有配置變量都取值y，則顯示/prompt/，用戶可輸入任意的值給配置變量/symbol/，但是只要有一個配置變量的取值為n，則/symbol/被強制成n。
不同依賴語句的區(qū)別在于它們由依賴條件所產(chǎn)生的取值范圍不同。
5） 選擇語句
choice? ? ? ? ? /prompt/ /word/ /word/
choice 語句首先給出一串選擇列表，供用戶選擇其中一種。比如 Linux for ARM 支持多種基于 ARM core 的 CPU，Linux 使用 choice 語句提供一個 CPU 列表，供用戶選擇：
? ? ? ? ? ? ? ? ? choice 'ARM system type' \
? ? ? ? "Anakin ? ? ? ? ? ? ? ? CONFIG_ARCH_ANAKIN \
?? ? ? ? Archimedes/A5000 ? ? ? CONFIG_ARCH_ARCA5K \
?? ? ? ? Cirrus-CL-PS7500FE ? ? CONFIG_ARCH_CLPS7500 \
……
?? ? ? ? SA1100-based ? ? ? ? ? CONFIG_ARCH_SA1100 \
?? ? ? ? Shark? ? ? ? ? ? ? ? ? CONFIG_ARCH_SHARK" RiscPC
? ? ? ? ?
Choice 首先顯示 /prompt/，然后將 /word/ 分解成前后兩個部分，前部分為對應(yīng)選擇的提示符，后部分是對應(yīng)選擇的配置變量。用戶選擇的配置變量為 y，其余的都為 n。
6） if語句
? ? ? ? ? ? ? ? if [ /expr/ ] ; then
? ? ? ? ? /statement/?
? ? ? ? ? ...
? ? ? ? fi
?? ? ? ?
? ? ? ? if [ /expr/ ] ; then
? ? ? ? ? /statement/
? ? ? ? ? ...
? ? ? ? else
? ? ? ? ? /statement/
? ? ? ? ? ...
? ? ? ? fi
?? ? ? ?
if 語句對配置變量（或配置變量的組合）進(jìn)行判斷，并作出不同的處理。判斷條件 /expr/ 可以是單個配置變量或字符串，也可以是帶操作符的表達(dá)式。操作符有：=，!=，-o，-a 等。
7） 菜單塊（menu block）語句
mainmenu_option next_comment
comment '…..'
…
endmenu
引入新的菜單。在向內(nèi)核增加新的功能后，需要相應(yīng)的增加新的菜單，并在新菜單下給出此項功能的配置選項。Comment 后帶的注釋就是新菜單的名稱。所有歸屬于此菜單的配置選項語句都寫在 comment 和 endmenu 之間。
8） Source 語句
source /word/
/word/ 是文件名，source 的作用是調(diào)入新的文件。
3.3 缺省配置
Linux 內(nèi)核支持非常多的硬件平臺，對于具體的硬件平臺而言，有些配置就是必需的，有些配置就不是必需的。另外，新增加功能的正常運行往往也需要一定的先決條件，針對新功能，必須作相應(yīng)的配置。因此，特定硬件平臺能夠正常運行對應(yīng)著一個最小的基本配置，這就是缺省配置。
Linux 內(nèi)核中針對每個 ARCH 都會有一個缺省配置。在向內(nèi)核代碼增加了新的功能后，如果新功能對于這個 ARCH 是必需的，就要修改此 ARCH 的缺省配置。修改方法如下（在 Linux 內(nèi)核根目錄下）：
如果新增的功能適用于許多的 ARCH，只要針對具體的 ARCH，重復(fù)上面的步驟就可以了。
3.4 help file
大家都有這樣的經(jīng)驗，在配置 Linux 內(nèi)核時，遇到不懂含義的配置選項，可以查看它的幫助，從中可得到選擇的建議。下面我們就看看如何給給一個配置選項增加幫助信息。
所有配置選項的幫助信息都在 Documentation/Configure.help 中，它的格式為：
<description>
<variable name>
<help file>
<description> 給出本配置選項的名稱，<variable name> 對應(yīng)配置變量，<help file> 對應(yīng)配置幫助信息。在幫助信息中，首先簡單描述此功能，其次說明選擇了此功能后會有什么效果，不選擇又有什么效果，最后，不要忘了寫上"如果不清楚，選擇 N（或者）Y"，給不知所措的用戶以提示。
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4． 實例
對于一個開發(fā)者來說，將自己開發(fā)的內(nèi)核代碼加入到 Linux 內(nèi)核中，需要有三個步驟。首先確定把自己開發(fā)代碼放入到內(nèi)核的位置；其次，把自己開發(fā)的功能增加到 Linux 內(nèi)核的配置選項中，使用戶能夠選擇此功能；最后，構(gòu)建子目錄 Makefile，根據(jù)用戶的選擇，將相應(yīng)的代碼編譯到最終生成的 Linux 內(nèi)核中去。下面，我們就通過一個簡單的例子--test driver，結(jié)合前面學(xué)到的知識，來說明如何向 Linux 內(nèi)核中增加新的功能。
4.1 目錄結(jié)構(gòu)
test driver 放置在 drivers/test/ 目錄下：
$cd drivers/test
$tree
.
|-- Config.in
|-- Makefile
|-- cpu
| ? |-- Makefile
| ? `-- cpu.c
|-- test.c
|-- test_client.c
|-- test_ioctl.c
|-- test_proc.c
|-- test_queue.c
`-- test
? ? |-- Makefile
? ? `-- test.c
?? ?
4.2 配置文件
1） drivers/test/Config.in
#
# TEST driver configuration
#
mainmenu_option next_comment
comment 'TEST Driver'
bool 'TEST support' CONFIG_TEST
if [ "$CONFIG_TEST" = "y" ]; then
? tristate 'TEST user-space interface' CONFIG_TEST_USER
? bool 'TEST CPU ' CONFIG_TEST_CPU
fi
endmenu
由于 test driver 對于內(nèi)核來說是新的功能，所以首先創(chuàng)建一個菜單 TEST Driver。然后，顯示 "TEST support"，等待用戶選擇；接下來判斷用戶是否選擇了 TEST Driver，如果是（CONFIG_TEST=y），則進(jìn)一步顯示子功能：用戶接口與 CPU 功能支持；由于用戶接口功能可以被編譯成內(nèi)核模塊，所以這里的詢問語句使用了 tristate（因為 tristate 的取值范圍包括 y、n 和 m，m 就是對應(yīng)著模塊）。
2） arch/arm/config.in
在文件的最后加入：source drivers/test/Config.in，將 TEST Driver 子功能的配置納入到 Linux 內(nèi)核的配置中。
4.3 Makefile
1）drivers/test/Makefile
?? ? ? ?
# ? ? ? drivers/test/Makefile
#
# ? ? ? Makefile for the TEST.
#
SUB_DIRS ? ? :=
MOD_SUB_DIRS := $(SUB_DIRS)
ALL_SUB_DIRS := $(SUB_DIRS) cpu
L_TARGET := test.a
export-objs := test.o test_client.o
obj-$(CONFIG_TEST)? ? ? ? ? ? ? += test.o test_queue.o test_client.o
obj-$(CONFIG_TEST_USER) ? ? ? ? += test_ioctl.o
obj-$(CONFIG_PROC_FS) ? ? ? ? ? += test_proc.o
subdir-$(CONFIG_TEST_CPU) ? ? ? += cpu
include $(TOPDIR)/Rules.make
clean:
? ? ? ? for dir in $(ALL_SUB_DIRS); do make -C $$dir clean; done
? ? ? ? rm -f *.[oa] .*.flags
?? ? ? ?
drivers/test 目錄下最終生成的目標(biāo)文件是 test.a。在 test.c 和 test-client.c 中使用了 EXPORT_SYMBOL 輸出符號，所以 test.o 和 test-client.o 位于 export-objs 列表中。然后，根據(jù)用戶的選擇（具體來說，就是配置變量的取值），構(gòu)建各自對應(yīng)的 obj-* 列表。由于 TEST Driver 中包一個子目錄 cpu，當(dāng) CONFIG_TEST_CPU=y（即用戶選擇了此功能）時，需要將 cpu 目錄加入到 subdir-y 列表中。
2）drivers/test/cpu/Makefile
?? ? ? ?
# ? ? ? drivers/test/test/Makefile
#
# ? ? ? Makefile for the TEST CPU?
#
SUB_DIRS ? ? :=
MOD_SUB_DIRS := $(SUB_DIRS)
ALL_SUB_DIRS := $(SUB_DIRS)
L_TARGET := test_cpu.a
obj-$(CONFIG_test_CPU) ? ? ? += cpu.o
include $(TOPDIR)/Rules.make
clean:
? ? ? ? rm -f *.[oa] .*.flags
?? ? ? ?
3）drivers/Makefile
……
subdir-$(CONFIG_TEST) += test
……
include $(TOPDIR)/Rules.make
在 drivers/Makefile 中加入 subdir-$(CONFIG_TEST)+= test，使得在用戶選擇 TEST Driver 功能后，內(nèi)核編譯時能夠進(jìn)入 test 目錄。
4）Makefile
……
DRIVERS-$(CONFIG_PLD) += drivers/pld/pld.o
DRIVERS-$(CONFIG_TEST) += drivers/test/test.a
DRIVERS-$(CONFIG_TEST_CPU) += drivers/test/cpu/test_cpu.a
DRIVERS := $(DRIVERS-y)
……
在頂層 Makefile 中加入 DRIVERS-$(CONFIG_TEST) += drivers/test/test.a 和 DRIVERS-$(CONFIG_TEST_CPU) += drivers/test/cpu/test_cpu.a。如何用戶選擇了 TEST Driver，那么 CONFIG_TEST 和 CONFIG_TEST_CPU 都是 y，test.a 和 test_cpu.a 就都位于 DRIVERS-y 列表中，然后又被放置在 DRIVERS 列表中。在前面曾經(jīng)提到過，Linux 內(nèi)核文件 vmlinux 的組成中包括 DRIVERS，所以 test.a 和 test_cpu.a 最終可被鏈接到 vmlinux 中。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Linux内核配置系统浅析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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