Linux 内核配置工具 Kconfig
kconfig 介绍
Kconfig 是 Linux 内核中一种用于配置系统选项和特性的配置系统。它是一种配置语言和配置工具的组合，用于管理内核的各种功能和选项，使开发者能够根据其需求自定义内核的构建。Kconfig 不仅用于配置内核的构建选项，还用于配置内核中各个功能的开启或关闭状态，从而构建出适合特定硬件和需求的定制化内核。
以下是 Kconfig 的一些关键特点和概念：
菜单和选项： Kconfig 使用树形菜单的方式组织各个配置选项。每个菜单都可以包含一系列的配置选项或子菜单，这些选项可以是布尔值、字符串或整数等不同类型的数据。
依赖关系： 在 Kconfig 中，配置选项可以有依赖关系。某些选项可能只能在某些条件满足时才能被启用，这些条件可以是其他选项的状态或硬件支持情况。
可视化配置界面： Kconfig 提供了一个可视化的配置界面，通常通过
make menuconfig命令启动。这个界面允许开发者在交互式环境中浏览和配置各种选项，从而生成配置文件。配置文件生成： 配置界面的更改会导致生成一个
.config文件，其中包含了用户所做的配置选项。这个配置文件可以传递给构建系统，用于指导内核的编译和构建。构建系统集成： Kconfig 集成在 Linux 内核构建系统中，通过 Makefile 和其他构建工具来解析配置选项并根据配置生成适当的编译指令。
Kconfig 是 Linux 内核中的一个重要工具，它使开发者能够根据特定需求配置内核，并且能够更好地管理内核的功能、选项和依赖关系，从而构建出高度定制化的内核版本。
kconfig 对非内核项目的价值
尽管 Kconfig 最初是为 Linux 内核开发而设计的，但其配置系统的概念和机制也可以应用于其他非内核项目，尤其是复杂的软件项目。以下是 Kconfig 在非内核项目中的一些价值：
模块化配置： Kconfig 支持将配置选项分为模块和子模块，这有助于将配置信息分为逻辑组织单元，使得项目的配置更具有结构性和可维护性。
可配置性： Kconfig 允许项目开发者在代码中引入可配置的选项和特性。这可以使项目具有更大的灵活性，能够在不同环境和需求下定制化。
依赖管理： Kconfig 提供了依赖关系的支持，使得项目能够在某些条件下启用或禁用特定选项。这有助于在不同的配置下保持项目的一致性和可用性。
可视化配置： Kconfig 的配置界面能够以用户友好的方式展示和编辑配置选项，这对于非技术人员来说也更容易理解和操作。
构建系统集成： Kconfig 可以与构建系统集成，自动生成配置文件和编译指令，简化了项目构建的流程。
自动化测试： 在一些软件项目中，Kconfig 可以用于配置不同的测试选项，从而支持自动化测试的构建和运行。
插件和扩展： 尽管 Kconfig 最初是为 Linux 内核开发而设计的，但社区可能会开发插件和扩展，将其功能扩展到其他项目中，从而为非内核项目提供更多的定制化选项。
开发团队协作： Kconfig 提供了一个集中的配置管理机制，有助于开发团队协同合作，确保项目在不同的配置下都能正常运行。
Kconfig 在非内核项目中的应用可以提供类似于在 Linux 内核中的价值，即提供模块化、可配置性和灵活性，同时有助于项目管理、协作和测试。然而，在将 Kconfig 应用于非内核项目时，需要进行适当的定制和集成工作，以满足具体项目的需求。
关键元素介绍
配置项 config 及其属性
在 Kconfig 中，config 关键字用于定义配置选项（configuration option）。每个配置选项代表着一个项目中的特定功能、特性或设置，开发者可以根据需求启用或禁用这些选项。以下是 config 关键字的基本用法和示例：
其中，各个字段的含义如下：
CONFIG_OPTION_NAME：配置选项的名称，通常使用大写字母和下划线表示。这个名称在生成的配置文件（如.config文件）中作为标识符存在，用于表示是否启用了该选项。type：配置选项的类型，可以是布尔值（bool）、字符串（string）、整数（int）等。不同类型的配置选项有不同的值和默认值。prompt "Prompt text"：配置选项的提示文本，用于在配置界面显示给用户。用户在配置界面中看到的选项名称就是由这里指定的提示文本确定的。default default_value：配置选项的默认值。当用户没有在配置界面上明确选择某个选项时，将使用这个默认值。help "Help text"：帮助文本，用于提供用户更详细的信息，以便他们了解选项的含义和作用。depends on DEPENDENCY_EXPRESSION：这个字段用于指定一个或多个条件表达式，表示该选项是否依赖于其他选项或条件。只有当这些条件满足时，才能启用当前选项。select SELECTED_OPTION：在某些情况下，选项可能会启用其他选项。使用这个字段可以指定在启用当前选项时，自动启用某个特定选项。
通过使用 config 关键字，开发者可以定义项目中的各种配置选项，使得用户可以根据需求定制化软件的功能和特性。这些选项定义的信息可以用于生成配置文件，指导构建过程，并确保生成的软件版本具有正确的功能集合。
菜单项
在 Kconfig 中，menu 关键字用于创建一个菜单项（menu entry）。菜单项可以包含一个或多个配置选项，以及其他菜单项，用于组织和分组相关的配置选项。menu 关键字允许开发者在配置界面中创建有层次结构的菜单，以便更好地组织和呈现配置选项。以下是 menu 关键字的基本用法和示例：
其中，各个字段的含义如下：
"Menu title"：菜单的标题，显示在配置界面中作为菜单项的名称。开发者可以根据需要给菜单命名，以便用户更好地理解菜单的作用。...：在menu和endmenu之间，可以放置一个或多个配置选项、子菜单或其他指令。这些选项和菜单项将会作为菜单的内容，在配置界面中显示给用户。
使用 menu 关键字，开发者可以将相关的配置选项组织在一起，形成一个有层次结构的菜单。这在配置界面中可以提供更好的可读性和可维护性，特别是在存在许多选项的情况下。菜单项可以用于对选项进行分组，从而帮助用户更轻松地找到和配置所需的功能和特性。
示例：
在上面的示例中，使用 menu 关键字创建了一个名为 "Networking Support" 的菜单。菜单中包含了两个配置选项：NETWORK_ENABLED 和 DHCP_ENABLED，它们都属于该菜单的子项。这种结构可以更好地组织和显示与网络相关的配置选项。
单选
在 Kconfig 中，choice 关键字用于定义一组相关的配置选项，这些选项表示在同一上下文中的一组互斥的选择。使用 choice 关键字，开发者可以定义一组选项，其中只能选择其中一个选项进行配置，而其他选项将会被禁用。这种机制有助于简化配置，避免不一致的配置选择。
以下是 choice 关键字的基本用法和示例：
其中，各个字段的含义如下：
prompt "Prompt text"：choice块的提示文本，用于在配置界面中显示给用户，描述这一组选择的含义。default CHOICE_DEFAULT_OPTION：默认选项。在choice块中，可以指定一个默认选项作为用户的初始选择。help "Help text"：关于这一组选择的帮助文本，提供用户更详细的信息。depends on DEPENDENCY_EXPRESSION：条件依赖，这些依赖关系将影响这一组选择的可用性。config CHOICE_OPTION_X：每个config定义了一个具体的选择选项，这些选项位于choice块内。它们可以是布尔值（bool）或其他类型，但是在一个choice块中，只能选择其中一个选项进行配置。
使用 choice 关键字，开发者可以在配置界面中为用户提供一组互斥的选项，以便他们选择其中一个选项进行配置。这在某些情况下能够帮助简化配置界面，避免用户选择不一致的选项。例如，在配置文件系统时，用户可以选择使用不同的文件系统类型，但只能选择其中一种类型。
示例：
在上面的示例中，使用 choice 关键字定义了一个文件系统类型的选择组。用户可以选择使用 EXT4、NTFS 或 FAT32 中的一种文件系统类型。在这个选择组中，只能选择其中一种文件系统类型进行配置。
依赖
在 Kconfig 中，depends on 是一个关键字组合，用于在配置选项中指定依赖关系。通过使用 depends on，您可以根据其他配置选项的状态来控制某个选项是否应该启用（可见）或禁用（隐藏）。这允许您根据特定的条件来自动调整配置选项的可见性和状态。
以下是 depends on 关键字的基本用法和示例：
在上面的示例中：
OPTION_A是一个配置选项，代表一个功能或特性。OPTION_B是另一个配置选项，其启用状态依赖于OPTION_A。
通过使用 depends on OPTION_A，OPTION_B 只有在用户启用了 OPTION_A 时才会在配置界面中显示。这种方式允许您在选项之间建立条件依赖关系，确保只有在合适的条件下才能进行特定的配置。
depends on 关键字还可以配合复杂的条件表达式，以便更灵活地控制选项的可见性。例如，您可以使用逻辑运算符（如 && 和 ||）以及其他选项的状态来定义更复杂的依赖条件。
示例：
在上面的示例中，NETWORK_SUPPORT 选项依赖于 OS_LINUX 或 OS_WINDOWS 中的任一选项被启用。这意味着只要用户启用了其中一个操作系统选项，NETWORK_SUPPORT 才会在配置界面中显示。
条件
在 Kconfig 中，if 是一个条件判断语句，用于在配置选项中根据条件表达式来控制某些选项的可见性和启用状态。if 语句允许您在配置文件中根据不同条件决定选项的行为，以便根据不同的环境、平台或其他条件来配置软件。
以下是 if 语句的基本用法和示例：
其中，各个字段的含义如下：
CONDITION_EXPRESSION：条件表达式，如果该表达式为真（非零），则if块内的配置选项将会生效，否则不会生效。config OPTION_A：被条件控制的配置选项的定义。bool "Option A"：配置选项的类型和提示文本。help "Help text for Option A"：选项的帮助文本，提供有关选项的详细信息。
通过使用 if 语句，您可以在配置选项中根据条件灵活地调整选项的可见性。这对于在不同的环境下隐藏或启用某些选项非常有用，以便根据特定条件配置软件。
示例：
在上面的示例中，USE_NEON 选项仅在目标体系结构是 ARM 时才会生效。如果 ARCH_ARM 条件满足，USE_NEON 选项将在配置界面中显示，并允许用户选择是否启用 NEON 指令集的支持。
需要注意的是，if 语句通常会在特定的条件下启用或禁用一组配置选项，因此这些选项需要在 if 块内部定义。在条件不满足的情况下，这些选项将不会在配置界面中显示。
配置模块化
在 Kconfig 中，source 是一个关键字，用于包含另一个 Kconfig 文件中的配置选项和菜单。通过使用 source 关键字，您可以将另一个 Kconfig 文件中的内容引入到当前的配置环境中，以便在同一配置界面中显示并配置这些选项。
以下是 source 关键字的基本用法和示例：
其中，path/to/another/Kconfig 是要引入的另一个 Kconfig 文件的路径。在被引入的 Kconfig 文件中，可以包含配置选项、菜单和其他配置相关的内容。
使用 source 关键字的主要目的是为了避免在多个 Kconfig 文件中重复定义相同的配置选项。这有助于减少冗余，提高配置文件的可维护性，并使得各个配置选项的管理更加集中。例如，如果有多个相关的子系统，它们的配置选项相似，您可以将这些选项定义在单独的 Kconfig 文件中，然后通过 source 关键字在不同的子系统中引用这个文件，从而避免重复定义相同的选项。
示例：
假设有两个子系统 A 和 B，它们具有类似的配置选项，您可以创建一个名为 common_config.kconfig 的文件来存放这些共同的选项，然后在子系统的 Kconfig 文件中使用 source 关键字引用它：
common_config.kconfig：
subsystem_a_kconfig.kconfig：
subsystem_b_kconfig.kconfig：
在上述示例中，common_config.kconfig 文件中定义了一个名为 COMMON_FEATURE 的选项，它被子系统 A 和子系统 B 的 Kconfig 文件中的特定选项所依赖。通过 source 关键字，避免了重复定义 COMMON_FEATURE，同时保持了配置选项的一致性。
宏语言
函数与变量
在 Kconfig 中，可以使用以下方式定义变量和函数：
定义变量：
定义递归展开变量：
定义追加变量：
定义函数：
其中，变量名和函数名可以由字母、数字和下划线组成，但必须以字母开头。变量值和函数体可以是任意字符串。
内置函数
Kconfig 提供了以下内置函数：
$(shell,command)：执行 shell 命令，并返回标准输出。每个换行符都会被替换为一个空格，末尾的换行符会被删除。不返回标准错误，也不返回任何程序退出状态。$(info,text)：将文本输出到标准输出，返回空字符串。$(warning-if,condition,text)：如果条件为"y"，则将文本输出到标准错误输出，并在文本前缀中添加当前 Kconfig 文件的名称和当前行号。$(error-if,condition,text)：与$(warning-if)类似，但如果条件为"y"，则立即终止解析。$(filename)：返回当前解析的文件名。$(lineno)：返回当前解析的行号。
其中，$(shell)函数可以执行任意 shell 命令，而其他函数则只能接受字符串参数。$(warning-if)和$(error-if)函数可以用于检查条件，并在满足条件时输出警告或错误信息。$(info)函数可以用于调试和输出信息。$(filename)和$(lineno)函数可以用于输出当前解析的文件名和行号。
函数调用与 makefile 中函数调用的区别
Kconfig 的函数调用语法与 Makefile 略有不同。在 Makefile 中，函数调用的语法如下：
函数名和第一个参数之间至少要有一个空格。第一个参数之前的空格将被删除，而其他参数中的空格将保留。如果想让第一个参数以空格开头，需要使用一些技巧。例如，如果要让"info"函数输出" hello"，可以这样写：
Kconfig 只使用逗号作为分隔符，并保留函数调用中的所有空格。有些人喜欢在逗号后面加上一个空格：
在这种情况下，"func-name"将接收到" arg1"、" arg2"和" arg3"。前导空格可能会影响函数的行为。与 Makefile 类似，用户定义的函数可以使用内置函数"call"进行调用：
Kconfig 中用户定义的函数和内置函数使用相同的语法进行调用。省略了'call'关键字，使语法更加简洁。在 Makefile 中，某些函数会将逗号视为参数分隔符而不是普通字符。例如，(shell echo hello, world)将运行命令"echo hello, world"。同样，(info hello, world)会将"hello, world"打印到标准输出中。在 Kconfig 中，为了简化实现和语法一致性，出现在$( )上下文中的逗号始终是分隔符。这意味着：
是错误的，因为它传递了两个参数，而'shell'函数只接受一个参数。要在参数中传递逗号，可以使用以下技巧：
因此，Kconfig 与 Makefile 之间的区别主要是函数调用语法和某些内置函数的行为不同。
使用方法
当您使用 Kconfig 进行配置时，通常需要经过以下步骤：
编写 Kconfig 配置： 在您的项目中，编写 Kconfig 文件，其中包含配置选项、菜单和条件逻辑等。您可以使用 Kconfig 文件定义各种选项，设置宏函数、依赖关系和其他配置相关的内容。
使用
kconfig-mconf进行配置： 在终端中，运行kconfig-mconf命令，使用该命令可以启动一个交互式的文本界面，用于配置选项。您可以使用箭头键导航，使用空格键选择和取消选择选项。进入菜单并配置子选项。保存配置： 在
kconfig-mconf交互界面中，您可以根据需要进行各种选项配置。在配置完成后，您可以选择将配置保存到配置文件中。通常，选择 "Save" 或类似的选项以保存配置。这将生成一个.config文件，其中包含了您的配置设置。更新配置，重新生成配置： 如果您在项目的生命周期中需要更改配置，您可以使用之前保存的
.config文件作为基础，然后再次运行kconfig-mconf命令以打开配置界面。在界面中，您可以修改之前的选项设置，然后保存配置。完成后，您可能需要使用新的配置文件重新生成软件，以反映新的配置。
举例
好的，让我通过一个示例来演示使用 Kconfig 进行配置的步骤。
假设您正在开发一个嵌入式系统，需要配置内核支持的文件系统类型。您想要使用 Kconfig 进行配置，以便根据需求选择支持的文件系统类型。
编写 Kconfig 配置文件： 在您的项目根目录下，创建一个名为
my_project/Kconfig的文件，编写以下内容：
使用
kconfig-mconf进行配置： 打开终端，进入您的项目根目录，运行以下命令：
选择配置选项： 在配置界面中，使用箭头键导航到各个选项。选择
File system support并启用它，然后进入File system type子菜单。在子菜单中，选择默认的文件系统类型（例如EXT4），并取消选择其他文件系统类型。保存配置： 在配置界面中，选择 "Save" 以保存您的配置。这将生成一个名为
.config的配置文件，其中包含您的选项设置。保存的配置可能如下：
更新配置，重新生成配置： 假设您在后来的开发过程中需要支持另一种文件系统类型（如
NTFS）。您可以再次运行kconfig-mconf命令，修改配置并选择NTFS，然后保存配置。然后，使用新的.config文件运行构建命令，以生成适用于新配置的软件。
通过这个示例，您可以看到如何使用 Kconfig 进行配置，选择不同的选项，并在配置界面中保存和更新配置。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【SkyFire】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/6151a2d6c21bf4da5b667d660】。文章转载请联系作者。
这个cpper很懒，什么都没留下 2018-10-13 加入
会一点点cpp的苦逼码农
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