Linux内核配置解析 - 概述(基于ARM64架构)

1. 前言

对刚接触Linux kernel的同学来说，遇到的第一个问题就是：我该从哪里入手？、

话说Linux kernel的打开方式是多种多样的：从简单的设备驱动入手；从源代码的目录结构入手；从kernel的启动过程入手；从大的功能模块入手；等等。不管怎样，每条都是正途（条条大路通罗马嘛）。

而本文（以及随后的系列文章），将从Linux kernel的配置项入手，从整体上认识Linux kernel。之所以这么做，原因有二：

1）Linux kernel的配置项数目繁多，以至于进行kernel移植的时候，看到menuconfig界面后，会有深深的恐惧感（可参考下面图片1）。

2）配置项的目的，是功能配置和功能开关，从一定程度上可以看出一个软件的功能模块划分。以Linux kernel为例，Kconfig所呈现出来的树状结构，从功能划分的角度看，比source code的目录结构还清晰。

注1：本系列文章使用的Linux kernel版本是“X Project”所用的“Linux 4.6-rc5”，具体可参考“https://github.com/wowotechX/linux.git”。

2. Kernel配置项初识

Linux kernel的配置项，是以架构（ARCH）为单位，通过Kconfig语言组织在一起的。以ARM64为例，其Kconfig的入口位于：

arch/arm64/Kconfig

在Kernel根目录下以“ARCH=arm64”为参数，执行make menuconfig，可以得到如下的配置界面：

make ARCH=arm64 menuconfig

图片1 Kernel_menuconfig

第一个画面，还可以接受，毕竟画风清爽。但点进到二级菜单，脑袋就大了。不过不着急，我们一层一层的分析。

开始之前，先交代一下分析的手段，很简单，要点有四：

结合Kconfig文件；

跟随menuconfig的菜单项；

加上强大的Google；

必要时阅读source code。

另外，鉴于篇幅问题，本文只介绍Kconfig的一级菜单（就是图片1所能看到的部分），相当于一个索引，后续文章会一个一个展开描述。

3. 一级菜单

本章我们将根据arch/arm64/Kconfig文件，对menuconfig的一级菜单进行简要的分析，目的是从实际的例子出发，理解Kconfig语言的语法，一级Linux kernel配置项的整体结构。具体请参考如下表格：

配置项	Kconfig文件位置	功能说明
ARM64架构的默认配置项	arch/arm64/Kconfig	指定ARCH为ARM64之后，ARM64的Kconfig会默认帮我们确定众多的配置项，例如CONFIG_64BIT、CONFIG_MMU、CONFIG_OF等等。这些配置项不会体现在menuconfig的菜单中，但可以在最终生成的config文件中看到。
General setup	init/Kconfig 位于menu "General setup"和对应的endmenu之间	该配置项由“menu … endmenu”定义，是一个配置菜单，表示一类配置的集合（参考上面图片1，“--->”结尾的配置项都是菜单项，按Enter直接进入对应的菜单界面）； 主要用于配置和功能无关的的通用选项，例如kernel的版本号、压缩方式、等等。
loadable module	init/Kconfig 由“menuconfig MODULES”定义	menuconfig和menu不同，是一个可以选择是否开启的菜单（参考图片1中的“[*]”）； 用于配置内核“模块”有关的特性。
block device	block/Kconfig 由“menuconfig BLOCK”定义	内核块设备有关的特性。
Platform selection	arch/arm64/Kconfig.platforms 位于menu "Platform selection"和endmenu之间	用于配置和具体平台有关的配置项，如SUNIX、HISI等； 自从ARM64把“mach-xxx”目录抛弃之后，这里可能是各个平台可自行发挥的最后一个空间了。
PCI Bus support	arch/arm64/Kconfig     drivers/pci/Kconfi	PCI总线有关的特性。
ACPI support	drivers/acpi/Kconfig	ACPI总线有关的特性。
Kernel Features	arch/arm64/Kconfig     kernel/Kconfig.preempt     kernel/Kconfig.hz     mm/Kconfig 位于menu "Kernel Features"和对应的endmenu之间	Linux kernel的核心功能的配置，如进程管理、内存管理、等等。是Linux kernel配置项中最复杂的一类。
Boot options	arch/arm64/Kconfig 位于menu "Boot options"和对应的endmenu之间	用于配置和内核启动有关的功能，如默认的Command line、UEFI支持等。
Userspace binary formats	arch/arm64/Kconfig     fs/Kconfig.binfmt 位于menu "Userspace binary formats"和对应的endmenu之间	用于配置用户空间二进制的格式。
Power management	arch/arm64/Kconfig     kernel/power/Kconfig 位于menu "Power management options"和对应的endmenu之间	Linux kernel电源管理有关的特性。
CPU Power Management	arch/arm64/Kconfig     drivers/cpuidle/Kconfig     drivers/cpufreq/Kconfig 位于menu "CPU Power Management"和对应的endmenu之间	CPU有关的电源管理特性，如cpuidle、cpufreq等； 这是新版kernel的一大改进，将CPU有关的电源管理功能，抽象成一个顶层功能，和系统的电源管理并列。
Networking support	net/Kconfig	网络有关的特性。
Device Drivers	drivers/Kconfig	设备驱动有关的配置项。
Firmware Drivers	drivers/firmware/Kconfig      …	Firmware有关的配置项。
File systems	fs/Kconfig	文件系统有关的配置项。
Virtualization	arch/arm64/kvm/Kconfig	虚拟化有关的配置项。
Kernel hacking	arch/arm64/Kconfig.debug	Kernel调试有关的配置项。
Security options	security/Kconfig	安全特性有关的配置项。
Cryptographic API	crypto/Kconfig arch/arm64/crypto/Kconfig	加密算法有关的配置项。
Library routines	lib/Kconfig	用于配置常用的library，如CRC16等。