Linux 内核：Kconfig/kbuild 内部的过程 _Kconfig

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深入理解 linux 配置/构建系统是如何工作的。
-- Cao Jin（作者）

自从 Linux 内核代码迁移到 Git 以来，Linux 内核配置/构建系统（也称为 Kconfig/kbuild）已存在很长时间了。然而，作为支持基础设施，它很少成为人们关注的焦点；甚至在日常工作中使用它的内核开发人员也从未真正思考过它。
为了探索如何编译 Linux 内核，本文将深入介绍 Kconfig/kbuild 内部的过程，解释如何生成 .config 文件和 vmlinux/bzImage 文件，并介绍一个巧妙的依赖性跟踪技巧。
Kconfig构建内核的第一步始终是配置。Kconfig 有助于使 Linux 内核高度模块化和可定制。Kconfig 为用户提供了许多配置目标：
配置目标解释config利用命令行程序更新当前配置nconfig利用基于 ncurses 菜单的程序更新当前配置menuconfig利用基于菜单的程序更新当前配置xconfig利用基于 Qt 的前端程序更新当前配置gconfig利用基于 GTK+ 的前端程序更新当前配置oldconfig基于提供的 .config 更新当前配置localmodconfig更新当前配置，禁用没有载入的模块localyesconfig更新当前配置，转换本地模块到核心defconfig带有来自架构提供的 defconcig 默认值的新配置savedefconfig保存当前配置为 ./defconfig（最小配置）allnoconfig所有选项回答为 no 的新配置allyesconfig所有选项回答为 yes 的新配置allmodconfig尽可能选择所有模块的新配置alldefconfig所有符号（选项）设置为默认值的新配置randconfig所有选项随机选择的新配置listnewconfig列出新选项olddefconfig同 oldconfig 一样，但设置新符号（选项）为其默认值而无须提问kvmconfig启用支持 KVM 访客内核模块的附加选项xenconfig启用支持 xen 的 dom0 和访客内核模块的附加选项tinyconfig配置尽可能小的内核
我认为 menuconfig 是这些目标中最受欢迎的。这些目标由不同的主程序(host program)处理，这些程序由内核提供并在内核构建期间构建。一些目标有 GUI（为了方便用户），而大多数没有。与 Kconfig 相关的工具和源代码主要位于内核源代码中的 scripts/kconfig/ 下。从 scripts/kconfig/Makefile 中可以看到，这里有几个主程序，包括 conf、mconf 和 nconf 。除了 conf 之外，每个都负责一个基于 GUI 的配置目标，因此，conf 处理大多数目标。
从逻辑上讲，Kconfig 的基础结构有两部分：一部分实现一种新语言来定义配置项（参见内核源代码下的 Kconfig 文件），另一部分解析 Kconfig 语言并处理配置操作。
大多数配置目标具有大致相同的内部过程（如下所示）：

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请注意，所有配置项都具有默认值。
第一步读取源代码根目录下的 Kconfig 文件，构建初始配置数据库；然后它根据如下优先级读取现有配置文件来更新初始数据库：

.config
/lib/modules/$(shell,uname -r)/.config
/etc/kernel-config
/boot/config-$(shell,uname -r)
ARCH_DEFCONFIG
arch/$(ARCH)/defconfig

如果你通过 menuconfig 进行基于 GUI 的配置或通过 oldconfig 进行基于命令行的配置，则根据你的自定义更新数据库。最后，该配置数据库被转储到 .config 文件中。
但 .config 文件不是内核构建的最终素材；这就是 syncconfig 目标存在的原因。syncconfig曾经是一个名为 silentoldconfig 的配置目标，但它没有做到其旧名称所说的工作，所以它被重命名。此外，因为它是供内部使用的（不适用于用户），所以它已从上述列表中删除。
以下是 syncconfig 的作用：

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【Linux 内核：Kconfig/kbuild 内部的过程】
syncconfig 将 .config 作为输入并输出许多其他文件，这些文件分为三类：

auto.conf ＆ tristate.conf 用于 makefile 文本处理。例如，你可以在组件的 makefile 中看到这样的语句：obj-$(CONFIG_GENERIC_CALIBRATE_DELAY) += calibrate.o 。
autoconf.h 用于 C 语言的源文件。
include/config/ 下空的头文件用于 kbuild 期间的配置依赖性跟踪。下面会解释。

配置完成后，我们将知道哪些文件和代码片段未编译。
kbuild组件式构建，称为递归 make，是 GNU make 管理大型项目的常用方法。kbuild 是递归 make 的一个很好的例子。通过将源文件划分为不同的模块/组件，每个组件都由其自己的 makefile 管理。当你开始构建时，顶级 makefile 以正确的顺序调用每个组件的 makefile、构建组件，并将它们收集到最终的执行程序中。