NuttX配置系统

（嵌入式 实时操作系统 rtos nuttx 7.1）

NuttX 配置系统

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1  简介

NuttX 源代码采用与 Linux 内核相同的配置系统，不像 eCos 那样自己搞一套配置系统。该配置系统主要包括 Kconfig、 Makefile 和配置工具，可以生成配置界面。配置界面是通过配置工具来生成的，配置工具通过 Makefile 编译执行，配置界面中的选项则是通过各级 Kconfig 文件来定义。
Kconfig 配置数据文件出现在几乎所有的 NuttX 目录。这些数据文件仍然是开发的一部分。 Kconfig 文件包含与该 Kconfig 文件所处的目录相关联的配置信息。
NuttX 的主 Kconfig 文件是 nuttx/Kconfig。主 Kconfig 文件调用各级子目录的 Kconfig 文件和应用程序目录的 Kconfig 文件，形成树状关系。
菜单按照树状结构组织，主菜单下有子菜单，子菜单还有子菜单或者配置选项。每个选项可以有依赖关系，这些依赖关系用于确定它是否显示。只有被依赖项的父项已经选中，子项才会显示。
NuttX 使用 kconfig 前端作为配置工具。kconfig 前端已经在《NuttX 安装脚本》一文中介绍了安装。安装后生成可执行文件 kconfig-mconf。
make 命令调用 Makefile 文件。NuttX 的顶层 Makefile 文件是 nuttx/Makefile，它只是简单地包含了 nuttx/Makefile.unix ，在 nuttx/Makefile.unix 中有如下几行：

menuconfig:
$(Q) APPSDIR=${CONFIG_APPS_DIR} kconfig-mconf Kconfig其中， CONFIG_APPS_DIR在预设的 .config 文件中定义，如果没有定义，默认为 ../apps。目标 menuconfig 调用命令 kconfig-mconf 进行配置。

2  操作方法

nuttx/.config 是预设的 .config 文件。从 nuttx/config/<板卡>/<目标配置>/defconfig 复制而来。由《NuttX 安装脚本》中的以下几行实现：

echo "nuttx配置"
cd $BASEDIR/$TOPDIR/nuttx/tools
./configure.sh $TARGETCONFIG在 nuttx 目录下执行 make menuconfig 命令，读取预设的 .config 文件，调出基于文本菜单的配置界面，如图所示：
       
键盘操作方法：

• 高亮字母为热键
• 按<方向键>浏览菜单
• 按选择子菜单
• 按包含该选项
• 按不包含该选项
• 按编译成模块
• 按退出
• 也可以使用<空&＃26684;>键进行选择

这里的括号有3种：

• 中括号：要么是空，表示包含该选项 ，要么是"*"，表示不包含该选项。
• 尖括号：可以是空、"*"和"M"，多一样选择，可以编译成模块。
• 圆括号：在所提供的几个选项中选择一项或手工输入限定范围的&＃20540;。

3  配置选项

3.1  构建设置（Build Setup）

Prompt for development and/or incomplete code/drivers--对正在开发的和未完善的代码和驱动进行提示。
Default to smallest size--将默认&＃20540;设置为编译成最小尺寸。不影响你更改默认&＃20540;，也不影响你配置文件中的现有设置，只应用于需要默认&＃20540;的新设置。
Build Host Platform--构建的主机平台，可选择 Linux、OSX、Windows、Other。
Build Configuration--构建配置
Binary Output Formats--二进制输出&＃26684;式
Customize Header Files--定制头文件
Debug Options--调试选项
Optimization Level--优化等级

3.2  系统类型（System Type）

CPU Architecture--CPU架构
(此处略去架构特定的配置）
*** Board Settings ***
Delay loops per millisecond--用于系统引导和驱动初始化的延时循环（毫秒）
Calibrate delay loop--校准延时循环
*** Interrupt options ***
Interrupt Stack Size--中断栈大小
*** Boot options ***
Boot Mode--引导模式
Boot Memory Configuration--引导内存配置

3.3  板卡选择（Board Selection）

Select target board--选择目标板
*** Common Board Options ***
Board LED support--板载LED支持
Board button support--板载按钮支持
MMC/SD minor number-- MMC/SD主设备号
MMC/SD slot number-- MMC/SD插槽
MMC/SD SPI device number-- MMC/SD所用的 SPI 设备号
*** Board-Specific Options ***

3.4  RTOS特征（RTOS Features）

Custom board/driver initialization--自定义的板卡/驱动初始化
Milliseconds per system timer tick--系统时钟节拍的毫秒数
64-bit system clock--64位系统时钟
Round robin timeslice (MSEC)--轮转时间片长度
Enable CPU load monitoring--启用CPU负载监控
Monitor system performance--监控系统运行
Maximum task name size--任务名称的最大大小
Support parent/child task relationships--支持父子任务关系
Enables Julian time conversions--启用Julian时间转换
Start year--起始年
Start month--起始月
Start day--起始日
Enable /dev/console--启用/dev/console
Enable mutex types--启用互斥体类型
Enable priority inheritance--启用优先级继承
Disable cloning of file descriptors--禁用文件描述符克隆
Disable clone file descriptors without stdio--在stdio之外禁止克隆文件描述符
Disable cloning of socket descriptors--禁用套接字描述符克隆
Enable waitpid() API--启用 waitpid() API
Enable startup hook--启用启动钩子
Enable atexit() API--启用 atexit() API
Enable on_exit() API--启用 on_exit() API
Application entry point--应用程序入口点
Disable NuttX interfaces--禁用 NuttX接口
Disable clock interfaces--禁用时钟接口
Disable POSIX timers--禁用 POSIX定时器
Disable pthread support--禁用 pthread支持
Disable signal support--禁用信号支持
Disable POSIX message queue support--禁用 POSIX消息队列支持
Disable environment variable support--禁用环境变量支持
*** Signal Numbers ***
SIGUSR1--SIGUSR1的数量
SIGUSR2--SIGUSR2的数量
SIGALRM--SIGALRM的数量
SIGCONDTIMEDOUT--SIGCONDTIMEDOUT的数量
SIGWORK--SIGWORK的数量
*** Sizes of configurable things (0 disables) ***
Max number of tasks--任务的最大数量
Maximum number of task arguments--任务参数的最大数量
Maximum number of pthread keys-- pthread键的最大数量
Maximum number of file descriptors per task--每个任务的文件描述符的最大数量
Maximum number of FILE streams--文件流的最大数量
Maximum size of a file name--文件名的最大大小
Number of pre-allocated messages--预分配的消息的数量
Maximum message size--最大消息大小
Maximum number of watchdog parameters--看门狗参数的最大数量
Number of pre-allocated watchdog timers--预分配的看门狗定时器的数量
Number of pre-allocated POSIX timers--预分配的 POSIX定时器的数量
*** Stack and heap information ***
Idle thread stack size--空闲线程栈的大小
Main thread stack size--主线程栈的大小
Minimum pthread stack size--最大 pthread栈的大小
Default pthread stack size--默认 pthread栈的大小

3.5  设备驱动（Device Drivers）

Disable driver poll interfaces--禁用驱动程序轮询接口
Enable /dev/null--启用/dev/null
Enable /dev/zero--启用/dev/zero
Enable loop device--启用回环设备
RAM Disk Support--RAM盘支持
CAN Driver Support--CAN驱动支持
PWM Driver Support--PWM驱动支持
I2C Driver Support--I2C驱动支持
SPI Driver Support--SPI驱动支持
I2S Driver Support--I2S驱动支持
RTC Driver Support--RTC驱动支持
Watchdog Timer Support--看门狗定时器支持
Analog Device(ADC/DAC) Support--模拟设备（ ADC/DAC）支持
Audio Device Support--音频设备支持
Video Device Support--视频设备支持
Block-to-Character (BCH) Support--块驱动到字符驱动（BCH）支持
Input Device Support--输入设备支持
LCD Driver Support--LCD驱动支持
MMC/SD Driver Support--MMC/SD驱动支持
Memory Technology Device (MTD) Support--存储技术设备（MTD）支持
Network Device/PHY Support--网络设备/PHY支持
FIFO and named pipe drivers--FIFO和命名管道驱动
Power management (PM) driver interfaces--电源管理（PM）驱动接口
Power Management Support--电源管理支持
Sensor Device Support--传感器设备支持
Osmocom-bb Sercomm Driver Support--Osmocom-bb Sercomm 驱动支持
Serial Driver Support--串口驱动支持
USB Device Driver Support--USB设备驱动支持
USB Host Driver Support--USB主机驱动支持
Wireless Device Support--无线设备支持
*** System Logging Device Options ***
*** System Logging ***
RAM log device support--RAM日志设备支持

3.6  网络支持（Networking Support）

Networking support--联网支持
Not interrupt driven--无中断驱动
Use multiple device-side I/O buffers--使用多个设备侧I/O缓冲
Promiscuous mode--混杂模式
Number of socket descriptor--套接字描述符的数量
Max socket operations--套接字操作的最大并发数
Socket options--套接字选项
SO_LINGER socket option--SO_LINGER套接字选项
Network packet buffer size (MTU)--网络数据包缓冲大小（MTU）
Urgent data--紧急数据
TCP/IP Networking--TCP/IP联网
UDP Networking--UDP联网
ICMP networking support--ICMP联网支持
ICMP ping interfaces--ICMP ping 接口
Ping address configuration--Ping地址配置
IGMPv2 clientsupport--IGMPv2客户端支持
Collect network statistics--收集网络统计
Receive window size--接收窗口大小
ARP table size--ARP表大小
ARP address harvesting--ARP地址获取
Routing table suport--路由表支持
Multi-cast Tx support--多播发送支持
SLIP support--SLIP支持

3.7  文件系统（File Systems）

*** File system configuration ***
Disable support for mount points--禁止支持挂载点
Disable pseudo-filesystem operations--禁止伪文件系统的操作
File mapping emulation--文件映射仿真
FAT file system--FAT文件系统
FAT upper/lower names--FAT upper/lower 名称
FAT long file names--FAT长文件名
FAT maximum file name size--FAT最大文件名大小
FAT timestamps--FAT时间戳
DMA memory allocator--DMA内存分配器
NFS client file system--NFS客户端文件系统
NXFFS file system--NXFFS文件系统
ROMFS file system--ROMFS文件系统
SMART file system--SMART文件系统
BINFS File System--BINFS文件系统
PROCFS File System--PROCFS文件系统
*** System Logging ***
Enable SYSLOG Controls--启用 SYSLOG 控制
Advanced SYSLOG features--高级 SYSLOG 特征

3.8  图形支持（Graphics Support）

NX Graphics--NX Graphics

3.9  内存管理（Memory Management）

Build support for multiple heaps--多堆构建支持
Small memory model--小内存模型
Number of memory regions--内存区数量
Enable Granule Allocator--启用粒度分配器

3.10  音频支持（Audio Support）

Audio Support--音频支持

3.11  二进制&＃26684;式（Binary Formats）

Disble BINFMT support--禁用 BINFMT支持
Support PATH variable--支持 PATH变量
Enable the NXFLAT Binary Format--启用 NXFLAT二进制&＃26684;式
Enable the ELF Binary Format--启用ELF二进制&＃26684;式
Support Builtin Applications--支持内建应用程序
Symbol Tables Ordered by Name--按名称排序符号表

3.12  库例程（Library Routines）

*** Standard C Library Options ***
C STDIO buffer size--C STDIO缓冲区大小
STDIO line buffering--STDIO行缓冲
Number unget() characters--unget()的字符数
Home directory--Home目录
Standard Math library--标准数学库
Disable sprintf support fieldwidth--禁止 sprintf 支持字段宽度
Enable floating point in printf--在 printf 中启用浮点
Order of the random number generate--随机数生成规则
Newline Options--新行选项
Enable exec[l|v] / posix_spawn() Support--启用 exec[l|v] / posix_spawn() 支持
Spawn Stack Size--创建子栈的大小
Default task_spawn Stack Size--默认 task_spawn 栈的大小
Enable strerror--启用 strerror
perror() to stdout--perror()输出到 stdout
Low-level console output--底层控制台输出
sendfile() buffer size--sendfile()缓冲区大小
Support for ROM string access--支持ROM字符串访问
Enable arch optimized functions--启用对特定架构优化的函数
*** Non-standard Library Support ***
Enable worker thread--启用工作者线程
High priority (kernel) worker thread--高优先级（内核）工作者线程
High priority worker thread priority--高优先级工作者线程的优先级
High priority worker thread period--高优先级工作者线程的周期
High priority worker thread stack size--高优先级工作者线程的栈大小
Low priority (kernel) worker thread--低优先级（内核）工作者线程
Keyboard CODEC--键盘编译码器
Segment LCD CODEC--段式 LCD 编译码器
*** Basic CXX Support ***
sizeof(_Bool) is 8-bits--sizeof(_Bool) 为8位
Have C&＃43;&＃43; compiler--有 C&＃43;&＃43; 编译器
Have C&＃43;&＃43; initialization--有 C&＃43;&＃43; 初始化
size_t is type long--size_t 为 long 类型
*** uClibc&＃43;&＃43; Standard C&＃43;&＃43; Library ***
Build uClibc&＃43;&＃43; (must be installed)--构建 uClibc&＃43;&＃43; （必须已安装）

3.13  应用程序配置（Application Configuration）

Built-In Applications--内建应用程序
Examples--示例
Graphics Support--图形支持
Interpreters--解释器
Network Utilities--网络实用程序
FreeModBus--FreeModBus 协议
NSH Library--NSH 库
NxWidgets/NxWM--NxWidgets/NxWM 图形用户界面包
Platform-specific Support--平台特定的支持
System Libraries and NSH Add-Ons--系统库和 NSH 插件

4  配置顺序

基本的配置顺序是由下而上：

• 选择构建环境
• 选择处理器
• 选择板卡
• 选择支持的外设
• 配置设备驱动
• 配置应用程序选项

对创建新的配置来说，这是相当正确的方向，但对修改现有的配置来说则不合适。

5  完成配置

退出配置界面时选保存，在 nuttx 目录下生成新的 .config 文件，如图所示：
       
生下 .config 后，配置系统的任务就完成了。.config 去哪儿了，将在下一篇文章《NuttX 编译系统》一文中介绍。

6  手工修改 .config 文件

.config 文件的&＃26684;式如下所示：

#
# Automatically generated file; DO NOT EDIT.
# Nuttx/ Configuration
#
#
# Build Setup
#
# CONFIG_EXPERIMENTAL is not set
#
# Build Configuration
#
# CONFIG_APPS_DIR="../apps"
# CONFIG_BUILD_2PASS is not set
#
# Binary Output Formats
#
# CONFIG_RRLOAD_BINARY is not set
CONFIG_INTELHEX_BINARY=y
# CONFIG_MOTOROLA_SREC is not set
CONFIG_RAW_BINARY=y
#
# Customize Header Files
#
# CONFIG_ARCH_STDBOOL_H is not set
# CONFIG_ARCH_MATH_H is not set
# CONFIG_ARCH_FLOAT_H is not set
# CONFIG_ARCH_STDARG_H is not set
#
# Debug Options
#
# CONFIG_DEBUG is not set
# CONFIG_DEBUG_SYMBOLS is not set
......
对于简单的修改，可以文本编辑器中进行，例如修改 NSH 的目标 IP 地址和主机 IP 地址：

CONFIG_NSH_IPADDR=0xc0a8020a
CONFIG_NSH_DRIPADDR=0xc0a80201其中的十六进制赋&＃20540;与点分十进制的对应关系如下：
c0--192
a8--168
02--2
0a--10

7  Kconfig 语言

7.1  菜单项

大多数选项定义一个配置选项，其它选项起辅助组织作用。一个配置选项可以被定义为如下形式：

config DEBUG_USB
bool "USB Debug Output"
default n
depends on USBDEV || USBHOST
---help---
Enable usb debug SYSLOG output (disabled by default)以关键字“config”开始一个新的配置选项，并可以跟随多个参数。后面的几行定义该配置选项的属性。属性可以是该配置选项的类型、输入提示、依赖关系、帮助文本和默认&＃20540;。同名的配置选项可以被定义多次，但每次定义只能有单个输入提示并且类型不能冲突。

7.2  菜单属性

一个菜单选项可以有多种属性，不过这些属性也不是任意用的，受到语法的限制。
每个配置选项必须有类型定义。类型定义包括：bool、tristate、string、hex、int 共5种。其中有2 种基本的类型：tristate 和 string，每种类型定义可以有一个输入提示。
输入提示："prompt" ["if" ]--每个菜单选项最多有一条提示，可以显示在菜单上。某选择提示可选的依赖关系可以通过“if”语句添加。
默认&＃20540;："default" ["if" ]--配置选项可以有几个默认&＃20540;。如果有多个默认&＃20540;可选，只使用第一个默认&＃20540;。某选项默认&＃20540;还可以在其他地方定义，并且被前面定义的默认&＃20540;覆盖。如果用户没有设置其他&＃20540;，默认&＃20540;就是配置符号的唯一&＃20540;。如果有选择提示出现，就可以显示默认&＃20540;并且可以配置修改。某默认&＃20540;可选的依赖关系可以通过“if”语句添加。
依赖关系："depends on"/"requires" --这个定义了菜单选项的依赖关系。如果定义多个依赖关系，那么要用“&&”符号连接。依赖关系对本菜单项中其他所有选项有效（也可以用“if”语句）。
反向依赖："select" ["if" ]--普通的依赖关系是缩小符号的上限，反向依赖关系则是符号的下限。当前菜单符号的&＃20540;用作符号可以设置的最小&＃20540;。如果符号&＃20540;被选择了多次，这个限制将被设成最大选择&＃20540;。反向依赖只能用于布尔或者三态符号。
数字范围："range" ["if" ]--这允许对 int 和 hex 类型符号的输入&＃20540;限制在一定范围内。用户输入的&＃20540;必须大于等于第一个符号&＃20540;并且小于等于第二个符号&＃20540;。
帮助文本："help"或者"---help---"--这可以定义帮助文本。帮助文本的结束是通过缩进层次判断的。当遇到一行缩进比帮助文本第一行小的时候，就认为帮助文本已经结束。“---help---”和“help”功能没有区别，主要给开发者提供不同于“help”的帮助。

7.3  菜单依赖关系

依赖关系定义了菜单选项的显示，也能减少三态符号的选择范围。表达式的三态逻辑比布尔逻辑多一个状态，用来表示模块状态。依赖关系表达式的语法如下：

::= (1)
‘=‘ (2)
‘!=‘ (3)
‘(‘ ‘)‘ (4)
‘!‘ (5)
‘&&‘ (6)
‘||‘ (7)表达式是以优先级的降序列出的。
(1)  把符号转换成表达式，布尔和三态符号可以转换成对应的表达式&＃20540;。其他类型符号的结果都是“n”。
(2)  如果两个符号的&＃20540;相等，返回“y”，否则返回“n”。
(3)  如果两个符号的&＃20540;相等，返回“n”，否则返回“y”。
(4)  返回表达式的&＃20540;，括号内表达式优先计算。
(5)  返回(2-/expr/)的计算结果。
(6)  返回min(/expr/, /expr/)的计算结果。
(7)  返回max(/expr/, /expr/)的计算结果。
一个表达式的&＃20540;是“n”、“m”或者“y”（或者对应数&＃20540;的0、1、2）。当表达式的&＃20540;为“m”或者“y”时，菜单选项变为显示状态。
符号类型分为两种：常量和非常量符号。
非常量符号最常见，可以通过 config 语句来定义。非常量符号完全由数字符号或者下划线组成。
常量符号只是表达式的一部分。常量符号总是包含在引号范围内的。在引号中，可以使用其他字符，引号要通过“\”号转义。

7.4  菜单组织结构

菜单选项的树状结构有两种组织方式。
第一种是显式地声明为菜单。

menu "SPI Configuration"
depends on STM32_SPI
config STM32_SPI_INTERRUPTS
bool "Interrupt driver SPI"
default n
---help---
......
endmenu“menu”与“endmenu”之间的部分成为“SPI Configuration”的子菜单。所有子选项继承该菜单的依赖关系，例如，依赖关系“STM32_SPI”就被添加到“STM32_SPI_INTERRUPTS”配置选项的依赖关系列表中。
第二种是通过依赖关系确定菜单的结构。
如果一个菜单选项依赖于前一个选项，它就是一个子菜单。这要求前一个选项和子选项同步地显示或者不显示。

config DISABLE_OS_API
bool "Disable NuttX interfaces"
default y
......
config DISABLE_CLOCK
bool "Disable clock interfaces"
depends on DISABLE_OS_API
default nDISABLE_CLOCK 依赖于 DISABLE_OS_API，这样只有 DISABLE_OS_API 不是“n”的时候才显示。

7.5  Kconfig 语法

Kconfig 配置文件描述了一系列的菜单选项。每一行都用一个关键字开头（除了帮助文本）。下列关键字结束菜单选项：config、 menuconfig、 choice/endchoice、 comment、 menu/endmenu、 if/endif、 source。前五个也开始菜单选项的定义。
config："config" 、--这可以定义一个配置符号，并且可以配置选项属性。
menuconfig："menuconfig" 、--这类&＃20284;于简单的配置选项，但是它暗示：所有的子选项应该作为独立的选项列表显示。
choices："choice"、、、"endchoice"--这定义了一个选择组，并且可以配置选项属性。每个选择项只能是布尔或者三态类型。布尔类型只允许选择单个配置选项，三态类型可以允许把任意多个选项配置成“m”。如果一个硬件设备有多个驱动程序，内核一次只能静态链接或者加载一个驱动，但是所有的驱动程序都可以编译为模块。选择项还可以接受另外一个选项“optional”,可以把选择项设置成“n”，并且不需要选择什么选项。
comment："comment" 、--这定义了一个注释，在配制过程中显示在菜单上，也可以回显到输出文件中。唯一可能的选项是依赖关系。
Menu："menu" 、、、"endmenu"--这定义了一个菜单项，在菜单组织结构中有此描述。唯一可能的选项是依赖关系。
If："if" 、、"endif"--这定义了一个 if 语句块。依赖关系表达式 附加给所有封装好的菜单选项。
Source："source" --读取指定的配置文件。读取的文件也会解析生成菜单。

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