U-Boot图形化配置体验

make menuconfig过程分析

Kconfig语法简介

Mainmenu

config条目

depends on和select

choice/endchoice

Menuconfig

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添加自定义菜单

U-Boot图形化配置体验

uboot或Linux内核可以通过输入"make menuconfig"来打开图形化配置界面,menuconfig是一套图形化的配置工具,需要ncurses库支持。ncurses库提供了一系列的API函数供调用者生成基于文本的图形界面,因此需要先在Ubuntu中安装ncurses库,命令如下:

menuconfig重点会用到两个文件:config和Kconfig,.config文件前面已经说了,这个文件保存着uboot的配置项,使用menuconfig配置完uboot以后肯定要更新.config文件。Kconfig文件是图形界面的描述文件,也就是描述界面应该有什么内容,很多目录下都会有Kconfig文件。

在打开图形化配置界面之前,要先使用"make xxx_defconfig”对uboot进行一次默认配置,只需要一次即可。如果使用"make clean”清理了工程的话就那就需要重新使用"makexxx_defconfig”再对uboot进行一次配置。进入uboot 根目录,输入如下命令:

如果已经在uboot的顶层Makefile中定义了ARCH和CROSS_COMPILE的值,那么上述命令可以简化为:

打开后的图形化界面如图所示:

图就是主界面,主界面上方的英文就是简单的操作说明,操作方法如下:

通过键盘上的”↑”和"↓”键来选择要配置的菜单,按下"Enter”键进入子菜单。菜单中高亮的字母就是此菜单的热键,在键盘上按下此高亮字母对应的键可以快速选中对应的菜单。选中子菜单以后按下“Y”键就会将相应的代码编译进Uboot中,菜单前面变为“<*>”。按下“N”键不编译相应的代码,按下“M”键就会将相应的代码编译为模块,菜单前面变为“<M>”。按两下“Esc”键退出,也就是返回到上一级,按下“？”键查看此菜单的帮助信息,按下“/”键打开搜索框,可以在搜索框输入要搜索的内容。

在配置界面下方会有五个按钮,这五个按钮的功能如下:

<Select>:选中按钮,和“Enter”键的功能相同,负责选中并进入某个菜单。

<Exit>:退出按钮,和按两下“Esc”键功能相同,退出当前菜单,返回到上一级。

<Help>:帮助按钮,查看选中菜单的帮助信息。

<Save>:保存按钮,保存修改后的配置文件。

<Load>:加载按钮,加载指定的配置文件。

在图中共有13个配置主配置项,通过键盘上的上下键调节配置项。后面跟着“--->”表示此配置项是有子配置项的,按下回车键就可以进入子配置项。

我们就以如何使能dns 命令为例,讲解一下如何通过图形化界面来配置 uboot。进入“Command line interface --->”这个配置项,此配置项用于配置uboot的命令,进入以后如图所示:

从图可以看出,有很多配置项,这些配置项也有子配置项,选择"Network commands--->”,进入网络相关命令配置项,如图所示:

从图可以看出, uboot中有很多和网络有关的命令,比如bootp、tftpboot、dhep等等。选中dns,然后按下键盘上的“Y”键,此时dns前面的“[]”变成了“[*]”,如图所示:

每个选项有3种编译选项:编译进uboot中(也就是编译进u-boot.bin中)、取消编译(也就是不编译这个功能模块)、编译为模块。按下“Y”键表示编译进uboot中，此时“[]”变成了“[*]”按下"N”表示不编译, "[]”默认表示不编译;有些功能模块是支持编译为模块的,这个一般在Linux内核里面很常用, uboot下面不使用,如果要将某个功能编译为模块,那就按下"M",此时“[]”就会变为“<M>”。

细心的朋友应该会发现,在mx6ull_alientek_emmc.h1里面我们配置使能了dhep和ping命令,但是在图中dhep和ping前面的"[]”并不是“[*]”,也就是说不编译dhep和ping命令,这不是冲突了吗?实际情况是dhep和ping命令是会编译的。之所以在图中没有体现出来时因为我们是直接在mx6ull_alientek_emmc.h中定义的宏CONFIG_CMD_PING和CONFIG_CMD_DHCP,而menuconfig是通过读取.config文件来判断使能了哪些功能,.config里面并没有宏CONFIG_CMD_PING和CONFIG_CMD_DHCP,所以menuconfig就会识别出错。

选中dns,然后按下"H”或者"?”键可以打开dns命令的提示信息,如图所示:

按两下ESC键即可退出提示界面,相当于返回上一层。选择 dns命令以后,按两下ESC键(按两下ESC键相当于返回上一层),退出当前配置项,进入到上一层配置项。如果没有要修改的就按两下ESC键,退出到主配界面,如果也没有其他要修改的,那就再次按两下ESC键退出 menuconfig 配置界面。如果修改过配置的话，在退出主界面的时候会有如图所示提示:

图询问是否保存新的配置文件,通过键盘的一或→键来选择“Yes"项,然后按下键盘上的回车键确认保存。至此,我们就完成了通过图形界面使能了uboot的dns命令,打开.config文件,会发现多了“CONFIG_CMD_DNS=y”这一行,如图中的323行所示:

使用如下命令编译uboot:

千万不能使用如下命令:

因为mx6ull_alientek_emmc.sh在编译之前会清理工程,会删除掉.config文件!通过图形化界面配置所有配置项都会被删除,结果就是竹篮打水一场空。

编译完成以后烧写到SD卡中,重启开发板进入 uboot命令模式,输入“?”查看是否有“dns”命令,一般肯定有的。使用dns命令来查看一下百度官网"www.baidu.com"的IP地址。

注意!如果要与外部互联网通信,比如百度官网,这个时候要保证开发板能访问到外部互联网。如果你的开发板和电脑直接用网线连接的,那么肯定无法连接到外部网络,这个时候dns命令查看百度官网也会失败！所以开发板一定要连接到路由器上,而且要保证你的路由器能访问外网,比如手机连接到这个路由器上以后可以正常访问互联网。

要先设置一下dns服务器的IP地址,也就是设置环境变量dnsip的值,命令如下:

设置好以后就可以使用dns命令查看百度官网的IP 地址了,输入命令:

结果如图所示:

从图可以看出, "www.baidu.com"的IP地址为14.215.177.38,说明dns命令工作正常。这个就是通过图形化命令来配置uboot,一般用来使能一些命令还是很方便的,这样就不需要到处找命令的配置宏是什么,然后在到配置文件里面去定义。

make menuconfig过程分析

当输入make menuconfig以后会匹配到顶层Makefile的如下代码:

其中build=-f /scripts/Makefile.build obj,将490行的规则展开就是:

Makefile.build会读取scripts/kconfig/Makefile中的内容,在scripts/kconfig/Makefile中可以找到如下代码:

其中obj= scripts/kconfig, silent是设置静默编译的,在这里可以忽略不计,Kconfig-Kconfig,因此扩展以后就是:

目标menuconfig依赖scripts/kconfig/mconf,"因此scripts/kconfig/mconf.c这个文件会被编译,生成mconf这个可执行文件。目标menuconfig对应的规则scripts/kconfig/mconfKconfig,也就是说mconf会调用uboot根目录下的Kconfig文件开始构建图形配置界面。

Kconfig语法简介

已经知道了scripts/kconfig/mconf会调用uboot根目录下的Kconfig文件开始构建图形化配置界面,接下来简单学习一下Kconfig的语法。因为后面学习 Linux 驱动开发的时候可能会涉及到修改Kconfig,对于Kconfig语法我们不需要太深入的去研究,关于Kconfig的详细语法介绍,可以参考linux内核源码(不知为何uboot源码中没有这个文件)中的文件Documentation/kbuild/kconfig-language.txt,大概了解其原理即可。打开uboot 根目录下的Kconfig,这个Kconfig文件就是顶层Kconfig,就以这个文件为例来简单学习一下Kconfig语法。

Mainmenu

顾名思义mainmenu就是主菜单,也就是输入"make menuconfig"以后打开的默认界面,在顶层Kconfig中有如下代码:

上述代码就是定义了一个名为“U-Boot SUBOOTVERSION Configuration”的主菜单.其中,UBOOTVERSION=2016.03,因此主菜单名为"U-Boot 2016.03 Configuration",如图所示:

调用其他目录下的Kconfig文件

和makefile一样, Kconfig也可以调用其他子目录中的Kconfig文件,调用方法如下:

在顶层Kconfig中有如下代码:在顶层Kconfig中有如下代码:

从示例代码34.2.2.2中可以看出,顶层Kconfig 文件调用了很多其他子目录下的Kcofig文件,这些子目录下的Kconfig文件在主菜单中生成各自的菜单项。

menu用于生成菜单, endmenu就是菜单结束标志,这两个一般是成对出现的。在顶层Kconfig中有如下代码:

示例代码34.2.2.3中有两个menu/endmenu代码块,这两个代码块就是两个子菜单,第14行的"menu "General setup""表示子菜单"General setup"。第102行的"menu "Boot images""表示子菜单"Boot images"。体现在主菜单界面中就如图所示:

在"General setup"菜单上面还有"Architecture select (ARM architecture)""ARMarchitecture”这两个子菜单,但是在顶层Kconfig中并没有看到这两个子菜单对应的menu/endmenu 代码块,那这两个子菜单是怎么来的呢？这两个子菜单就是arch/Kconfig文件生成的。包括主界面中的"Boot timing"、"Console recording"等等这些子菜单,都是分别由顶层Kconfig所调用的common/Kconfig、cmd/Kconfig等这些子Kconfig文件来创建的。

config条目

顶层Kconfig中的“General setup”子菜单内容如下:

可以看出,在menu/endmenu代码块中有大量的“config xxxx”的代码块,也就是config条目。config条目就是"General setup"菜单的具体配置项,如图所示:

"config LOCALVERSION”对应着第一个配置项, "config LOCALVERSION-AUTO"对应着第二个配置项,以此类推。我们以“config LOCALVERSION”和“configLOCALVERSION_AUTO”这两个为例来分析一下config配置项的语法:

第16和26行,这两行都以config关键字开头,后面跟着LOCALVERSIONLOCALVERSION_AUTO,这两个就是配置项名字。假如我们使能了LOCALVERSION_AUTO这个功能,那么就会下.config 文件中生成 CONFIG_LOCALVERSION_AUTO,由此可知, .config文件中的“CONFIG-xxx" (xxx就是具体的配置项名字)就是Kconfig文件中config关键字后面的配置项名字加上“CONFIG_”前缀。

config关键字下面的这几行是配置项属性,17~24行是LOCALVERSION的属性,27~44行是LOCALVERSION-AUTO的属性。属性里面描述了配置项的类型、输入提示、依赖关系、帮助信息和默认值等。

第17行的string是变量类型,也就是"CONFIG_LOCALVERSION”的变量类型。可以为:bool、tristate、string、hex和int,一共5种。最常用的是bool、tristate和string这三种,bool类型有两种值: y和n,当为y的时候表示使能这个配置项,当为n 的时候就禁止这个配置项。tristate类型有三种值:y、m和n,其中y和 n的涵义与bool类型一样,m 表示将这个配置项编译为模块。string为字符串类型,所以LOCALVERSION是个字符串变量,用来存储本地字符串,选中以后即可输入用户定义的本地版本号,如图所示:

string后面的"Local version-append to U-Boot release"就是这个配置项在图形界面上的显示出来的标题。

第18行, help表示帮助信息,告诉我们配置项的含义,当我们按下“h”或“?”弹出来的帮助界面就是help的内容。

第27行,说明"CONFIGLOCALVERSION-AUTO"是个bool类型,可以通过按下Y或N 键来使能或者禁止CONFIG_LOCALVERSION_AUTO。

第28行, "default y”表示CONFIG_LOCALVERSION_AUTO的默认值就是y,所以这一行默认会被选中。

depends on和select

打开arch/Kconfig文件,在里面有这如下代码:

第9行,"depends on"说明"SYS GENERIC BOARD"项依赖于"HAVE GENERIC BOARD",也就是说"HAVE-GENERIC_BOARD"被选中以后"SYS-GENERIC_BOARD"才能被选中。

第17-20行, "select”表示方向依赖,当选中"ARC"以后, "HAVE_PRIVATE_LIBGCC"、"HAVE GENERIC BOARD"、"SYS GENERIC BOARD”和"SUPPORT OF CONTROL”这四个也会被选中。

choice/endchoice

在arch/Kconfig文件中有如下代码:

choice/endchoice代码段定义了一组可选择项,将多个类似的配置项组合在一起,供用户单选或者多选。示例代码34.2.2.7就是选择处理器架构,可以从ARC、ARM、AVR32等这些架构中选择,这里是单选。在uboot图形配置界面上选择" Architecture select”,进入以后如图所示: