Linux內核配置解析 - 概述(基於ARM64架構)

1. 前言

對剛接觸Linux kernel的同窗來講，遇到的第一個問題就是：我該從哪裏入手？、

話說Linux kernel的打開方式是多種多樣的：從簡單的設備驅動入手；從源代碼的目錄結構入手；從kernel的啓動過程入手；從大的功能模塊入手；等等。無論怎樣，每條都是正途（條條大路通羅馬嘛）。

而本文（以及隨後的系列文章），將從Linux kernel的配置項入手，從總體上認識Linux kernel。之因此這麼作，緣由有二：

1）Linux kernel的配置項數目繁多，以致於進行kernel移植的時候，看到menuconfig界面後，會有深深的恐懼感（可參考下面圖片1）。

2）配置項的目的，是功能配置和功能開關，從必定程度上能夠看出一個軟件的功能模塊劃分。以Linux kernel爲例，Kconfig所呈現出來的樹狀結構，從功能劃分的角度看，比source code的目錄結構還清晰。

注1：本系列文章使用的Linux kernel版本是「X Project」所用的「Linux 4.6-rc5」，具體可參考「https://github.com/wowotechX/linux.git」。

2. Kernel配置項初識

Linux kernel的配置項，是以架構（ARCH）爲單位，經過Kconfig語言組織在一塊兒的。以ARM64爲例，其Kconfig的入口位於：

arch/arm64/Kconfig

在Kernel根目錄下以「ARCH=arm64」爲參數，執行make menuconfig，能夠獲得以下的配置界面：

make ARCH=arm64 menuconfig

圖片1 Kernel_menuconfig

第一個畫面，還能夠接受，畢竟畫風清爽。但點進到二級菜單，腦殼就大了。不過不着急，咱們一層一層的分析。

開始以前，先交代一下分析的手段，很簡單，要點有四：

結合Kconfig文件；

跟隨menuconfig的菜單項；

加上強大的Google；

必要時閱讀source code。

另外，鑑於篇幅問題，本文只介紹Kconfig的一級菜單（就是圖片1所能看到的部分），至關於一個索引，後續文章會一個一個展開描述。

3. 一級菜單

本章咱們將根據arch/arm64/Kconfig文件，對menuconfig的一級菜單進行簡要的分析，目的是從實際的例子出發，理解Kconfig語言的語法，一級Linux kernel配置項的總體結構。具體請參考以下表格：

配置項	Kconfig文件位置	功能說明
ARM64架構的默認配置項	arch/arm64/Kconfig	指定ARCH爲ARM64以後，ARM64的Kconfig會默認幫咱們肯定衆多的配置項，例如CONFIG_64BIT、CONFIG_MMU、CONFIG_OF等等。這些配置項不會體如今menuconfig的菜單中，但能夠在最終生成的config文件中看到。
General setup	init/Kconfig 位於menu "General setup"和對應的endmenu之間	該配置項由「menu … endmenu」定義，是一個配置菜單，表示一類配置的集合（參考上面圖片1，「--->」結尾的配置項都是菜單項，按Enter直接進入對應的菜單界面）； 主要用於配置和功能無關的的通用選項，例如kernel的版本號、壓縮方式、等等。
loadable module	init/Kconfig 由「menuconfig MODULES」定義	menuconfig和menu不一樣，是一個能夠選擇是否開啓的菜單（參考圖片1中的「[*]」）； 用於配置內核「模塊」有關的特性。
block device	block/Kconfig 由「menuconfig BLOCK」定義	內核塊設備有關的特性。
Platform selection	arch/arm64/Kconfig.platforms 位於menu "Platform selection"和endmenu之間	用於配置和具體平臺有關的配置項，如SUNIX、HISI等； 自從ARM64把「mach-xxx」目錄拋棄以後，這裏多是各個平臺可自行發揮的最後一個空間了。
PCI Bus support	arch/arm64/Kconfig     drivers/pci/Kconfi	PCI總線有關的特性。
ACPI support	drivers/acpi/Kconfig	ACPI總線有關的特性。
Kernel Features	arch/arm64/Kconfig     kernel/Kconfig.preempt     kernel/Kconfig.hz     mm/Kconfig 位於menu "Kernel Features"和對應的endmenu之間	Linux kernel的核心功能的配置，如進程管理、內存管理、等等。是Linux kernel配置項中最複雜的一類。
Boot options	arch/arm64/Kconfig 位於menu "Boot options"和對應的endmenu之間	用於配置和內核啓動有關的功能，如默認的Command line、UEFI支持等。
Userspace binary formats	arch/arm64/Kconfig     fs/Kconfig.binfmt 位於menu "Userspace binary formats"和對應的endmenu之間	用於配置用戶空間二進制的格式。
Power management	arch/arm64/Kconfig     kernel/power/Kconfig 位於menu "Power management options"和對應的endmenu之間	Linux kernel電源管理有關的特性。
CPU Power Management	arch/arm64/Kconfig     drivers/cpuidle/Kconfig     drivers/cpufreq/Kconfig 位於menu "CPU Power Management"和對應的endmenu之間	CPU有關的電源管理特性，如cpuidle、cpufreq等； 這是新版kernel的一大改進，將CPU有關的電源管理功能，抽象成一個頂層功能，和系統的電源管理並列。
Networking support	net/Kconfig	網絡有關的特性。
Device Drivers	drivers/Kconfig	設備驅動有關的配置項。
Firmware Drivers	drivers/firmware/Kconfig      …	Firmware有關的配置項。
File systems	fs/Kconfig	文件系統有關的配置項。
Virtualization	arch/arm64/kvm/Kconfig	虛擬化有關的配置項。
Kernel hacking	arch/arm64/Kconfig.debug	Kernel調試有關的配置項。
Security options	security/Kconfig	安全特性有關的配置項。
Cryptographic API	crypto/Kconfig arch/arm64/crypto/Kconfig	加密算法有關的配置項。
Library routines	lib/Kconfig	用於配置經常使用的library，如CRC16等。