-Linux内核配置系统浅析.doc
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2022-11-29
05:30:35
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随着 Linux 操作系统的广泛应用，特别是 Linux 在嵌入式领域的发展，越来越多的人开始投身到 Linux
内核级的开发中。面对日益庞大的 Linux 内核源代码，开发者在完成自己的内核代码后，都将面临着同样
的问题，即如何将源代码融入到 Linux 内核中，增加相应的 Linux 配置选项，并最终被编译进 Linux 内
核。这就需要了解 Linux 的内核配置系统。
众所周知，Linux 内核是由分布在全球的 Linux 爱好者共同开发的，Linux 内核每天都面临着许多新的变
化。但是，Linux 内核的组织并没有出现混乱的现象，反而显得非常的简洁，而且具有很好的扩展性，开
发人员可以很方便的向 Linux 内核中增加新的内容。原因之一就是 Linux 采用了模块化的内核配置系统，
从而保证了内核的扩展性。
本文首先分析了 Linux 内核中的配置系统结构，然后，解释了 Makefile 和配置文件的格式以及配置语句
的含义，最后，通过一个简单的例子--TEST Driver，具体说明如何将自行开发的代码加入到 Linux 内核
中。在下面的文章中，不可能解释所有的功能和命令，只对那些常用的进行解释，至于那些没有讨论到的，
请读者参考后面的参考文献。
1． 配置系统的基本结构
Linux 内核的配置系统由三个部分组成，分别是：
1. Makefile：分布在 Linux 内核源代码中的 Makefile，定义 Linux 内核的编译规则；
2. 配置文件（config.in）：给用户提供配置选择的功能；
3. 配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提
供基于字符界面、基于 Ncurses 图形界面以及基于 Xwindows 图形界面的用户配置界面，各自
对应于 Make config、Make menuconfig 和 make xconfig）。
这些配置工具都是使用脚本语言，如 Tcl/TK、Perl 编写的（也包含一些用 C 编写的代码）。本文并不是
对配置系统本身进行分析，而是介绍如何使用配置系统。所以，除非是配置系统的维护者，一般的内核开
发者无须了解它们的原理，只需要知道如何编写 Makefile 和配置文件就可以。所以，在本文中，我们只
对 Makefile 和配置文件进行讨论。另外，凡是涉及到与具体 CPU 体系结构相关的内容，我们都以 ARM
为例，这样不仅可以将讨论的问题明确化，而且对内容本身不产生影响。
2． Makefile
2.1 Makefile 概述
Makefile 的作用是根据配置的情况，构造出需要编译的源文件列表，然后分别编译，并把目标代码链接到
一起，最终形成 Linux 内核二进制文件。
由于 Linux 内核源代码是按照树形结构组织的，所以 Makefile 也被分布在目录树中。Linux 内核中的
Makefile 以及与 Makefile 直接相关的文件有：
1. Makefile：顶层 Makefile，是整个内核配置、编译的总体控制文件。
2. .config：内核配置文件，包含由用户选择的配置选项，用来存放内核配置后的结果（如 make
config）。
3. arch/*/Makefile：位于各种 CPU 体系目录下的 Makefile，如 arch/arm/Makefile，是针对特定平
台的 Makefile。
4. 各个子目录下的 Makefile：比如 drivers/Makefile，负责所在子目录下源代码的管理。
5. Rules.make：规则文件，被所有的 Makefile 使用。
用户通过 make config 配置后，产生了 .config。顶层 Makefile 读入 .config 中的配置选择。顶层 Makefile
有两个主要的任务：产生 vmlinux 文件和内核模块（module）。为了达到此目的，顶层 Makefile 递归的
进入到内核的各个子目录中，分别调用位于这些子目录中的 Makefile。至于到底进入哪些子目录，取决于
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