Linux 4.15.6
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / kbuild / kconfig-language.txt
blobc4a293a03c337f5080d9cf682f64428fc74a1d79
1 Introduction
2 ------------
4 The configuration database is a collection of configuration options
5 organized in a tree structure:
7         +- Code maturity level options
8         |  +- Prompt for development and/or incomplete code/drivers
9         +- General setup
10         |  +- Networking support
11         |  +- System V IPC
12         |  +- BSD Process Accounting
13         |  +- Sysctl support
14         +- Loadable module support
15         |  +- Enable loadable module support
16         |     +- Set version information on all module symbols
17         |     +- Kernel module loader
18         +- ...
20 Every entry has its own dependencies. These dependencies are used
21 to determine the visibility of an entry. Any child entry is only
22 visible if its parent entry is also visible.
24 Menu entries
25 ------------
27 Most entries define a config option; all other entries help to organize
28 them. A single configuration option is defined like this:
30 config MODVERSIONS
31         bool "Set version information on all module symbols"
32         depends on MODULES
33         help
34           Usually, modules have to be recompiled whenever you switch to a new
35           kernel.  ...
37 Every line starts with a key word and can be followed by multiple
38 arguments.  "config" starts a new config entry. The following lines
39 define attributes for this config option. Attributes can be the type of
40 the config option, input prompt, dependencies, help text and default
41 values. A config option can be defined multiple times with the same
42 name, but every definition can have only a single input prompt and the
43 type must not conflict.
45 Menu attributes
46 ---------------
48 A menu entry can have a number of attributes. Not all of them are
49 applicable everywhere (see syntax).
51 - type definition: "bool"/"tristate"/"string"/"hex"/"int"
52   Every config option must have a type. There are only two basic types:
53   tristate and string; the other types are based on these two. The type
54   definition optionally accepts an input prompt, so these two examples
55   are equivalent:
57         bool "Networking support"
58   and
59         bool
60         prompt "Networking support"
62 - input prompt: "prompt" <prompt> ["if" <expr>]
63   Every menu entry can have at most one prompt, which is used to display
64   to the user. Optionally dependencies only for this prompt can be added
65   with "if".
67 - default value: "default" <expr> ["if" <expr>]
68   A config option can have any number of default values. If multiple
69   default values are visible, only the first defined one is active.
70   Default values are not limited to the menu entry where they are
71   defined. This means the default can be defined somewhere else or be
72   overridden by an earlier definition.
73   The default value is only assigned to the config symbol if no other
74   value was set by the user (via the input prompt above). If an input
75   prompt is visible the default value is presented to the user and can
76   be overridden by him.
77   Optionally, dependencies only for this default value can be added with
78   "if".
80 - type definition + default value:
81         "def_bool"/"def_tristate" <expr> ["if" <expr>]
82   This is a shorthand notation for a type definition plus a value.
83   Optionally dependencies for this default value can be added with "if".
85 - dependencies: "depends on" <expr>
86   This defines a dependency for this menu entry. If multiple
87   dependencies are defined, they are connected with '&&'. Dependencies
88   are applied to all other options within this menu entry (which also
89   accept an "if" expression), so these two examples are equivalent:
91         bool "foo" if BAR
92         default y if BAR
93   and
94         depends on BAR
95         bool "foo"
96         default y
98 - reverse dependencies: "select" <symbol> ["if" <expr>]
99   While normal dependencies reduce the upper limit of a symbol (see
100   below), reverse dependencies can be used to force a lower limit of
101   another symbol. The value of the current menu symbol is used as the
102   minimal value <symbol> can be set to. If <symbol> is selected multiple
103   times, the limit is set to the largest selection.
104   Reverse dependencies can only be used with boolean or tristate
105   symbols.
106   Note:
107         select should be used with care. select will force
108         a symbol to a value without visiting the dependencies.
109         By abusing select you are able to select a symbol FOO even
110         if FOO depends on BAR that is not set.
111         In general use select only for non-visible symbols
112         (no prompts anywhere) and for symbols with no dependencies.
113         That will limit the usefulness but on the other hand avoid
114         the illegal configurations all over.
116 - weak reverse dependencies: "imply" <symbol> ["if" <expr>]
117   This is similar to "select" as it enforces a lower limit on another
118   symbol except that the "implied" symbol's value may still be set to n
119   from a direct dependency or with a visible prompt.
121   Given the following example:
123   config FOO
124         tristate
125         imply BAZ
127   config BAZ
128         tristate
129         depends on BAR
131   The following values are possible:
133         FOO             BAR             BAZ's default   choice for BAZ
134         ---             ---             -------------   --------------
135         n               y               n               N/m/y
136         m               y               m               M/y/n
137         y               y               y               Y/n
138         y               n               *               N
140   This is useful e.g. with multiple drivers that want to indicate their
141   ability to hook into a secondary subsystem while allowing the user to
142   configure that subsystem out without also having to unset these drivers.
144 - limiting menu display: "visible if" <expr>
145   This attribute is only applicable to menu blocks, if the condition is
146   false, the menu block is not displayed to the user (the symbols
147   contained there can still be selected by other symbols, though). It is
148   similar to a conditional "prompt" attribute for individual menu
149   entries. Default value of "visible" is true.
151 - numerical ranges: "range" <symbol> <symbol> ["if" <expr>]
152   This allows to limit the range of possible input values for int
153   and hex symbols. The user can only input a value which is larger than
154   or equal to the first symbol and smaller than or equal to the second
155   symbol.
157 - help text: "help" or "---help---"
158   This defines a help text. The end of the help text is determined by
159   the indentation level, this means it ends at the first line which has
160   a smaller indentation than the first line of the help text.
161   "---help---" and "help" do not differ in behaviour, "---help---" is
162   used to help visually separate configuration logic from help within
163   the file as an aid to developers.
165 - misc options: "option" <symbol>[=<value>]
166   Various less common options can be defined via this option syntax,
167   which can modify the behaviour of the menu entry and its config
168   symbol. These options are currently possible:
170   - "defconfig_list"
171     This declares a list of default entries which can be used when
172     looking for the default configuration (which is used when the main
173     .config doesn't exists yet.)
175   - "modules"
176     This declares the symbol to be used as the MODULES symbol, which
177     enables the third modular state for all config symbols.
178     At most one symbol may have the "modules" option set.
180   - "env"=<value>
181     This imports the environment variable into Kconfig. It behaves like
182     a default, except that the value comes from the environment, this
183     also means that the behaviour when mixing it with normal defaults is
184     undefined at this point. The symbol is currently not exported back
185     to the build environment (if this is desired, it can be done via
186     another symbol).
188   - "allnoconfig_y"
189     This declares the symbol as one that should have the value y when
190     using "allnoconfig". Used for symbols that hide other symbols.
192 Menu dependencies
193 -----------------
195 Dependencies define the visibility of a menu entry and can also reduce
196 the input range of tristate symbols. The tristate logic used in the
197 expressions uses one more state than normal boolean logic to express the
198 module state. Dependency expressions have the following syntax:
200 <expr> ::= <symbol>                             (1)
201            <symbol> '=' <symbol>                (2)
202            <symbol> '!=' <symbol>               (3)
203            <symbol1> '<' <symbol2>              (4)
204            <symbol1> '>' <symbol2>              (4)
205            <symbol1> '<=' <symbol2>             (4)
206            <symbol1> '>=' <symbol2>             (4)
207            '(' <expr> ')'                       (5)
208            '!' <expr>                           (6)
209            <expr> '&&' <expr>                   (7)
210            <expr> '||' <expr>                   (8)
212 Expressions are listed in decreasing order of precedence. 
214 (1) Convert the symbol into an expression. Boolean and tristate symbols
215     are simply converted into the respective expression values. All
216     other symbol types result in 'n'.
217 (2) If the values of both symbols are equal, it returns 'y',
218     otherwise 'n'.
219 (3) If the values of both symbols are equal, it returns 'n',
220     otherwise 'y'.
221 (4) If value of <symbol1> is respectively lower, greater, lower-or-equal,
222     or greater-or-equal than value of <symbol2>, it returns 'y',
223     otherwise 'n'.
224 (5) Returns the value of the expression. Used to override precedence.
225 (6) Returns the result of (2-/expr/).
226 (7) Returns the result of min(/expr/, /expr/).
227 (8) Returns the result of max(/expr/, /expr/).
229 An expression can have a value of 'n', 'm' or 'y' (or 0, 1, 2
230 respectively for calculations). A menu entry becomes visible when its
231 expression evaluates to 'm' or 'y'.
233 There are two types of symbols: constant and non-constant symbols.
234 Non-constant symbols are the most common ones and are defined with the
235 'config' statement. Non-constant symbols consist entirely of alphanumeric
236 characters or underscores.
237 Constant symbols are only part of expressions. Constant symbols are
238 always surrounded by single or double quotes. Within the quote, any
239 other character is allowed and the quotes can be escaped using '\'.
241 Menu structure
242 --------------
244 The position of a menu entry in the tree is determined in two ways. First
245 it can be specified explicitly:
247 menu "Network device support"
248         depends on NET
250 config NETDEVICES
251         ...
253 endmenu
255 All entries within the "menu" ... "endmenu" block become a submenu of
256 "Network device support". All subentries inherit the dependencies from
257 the menu entry, e.g. this means the dependency "NET" is added to the
258 dependency list of the config option NETDEVICES.
260 The other way to generate the menu structure is done by analyzing the
261 dependencies. If a menu entry somehow depends on the previous entry, it
262 can be made a submenu of it. First, the previous (parent) symbol must
263 be part of the dependency list and then one of these two conditions
264 must be true:
265 - the child entry must become invisible, if the parent is set to 'n'
266 - the child entry must only be visible, if the parent is visible
268 config MODULES
269         bool "Enable loadable module support"
271 config MODVERSIONS
272         bool "Set version information on all module symbols"
273         depends on MODULES
275 comment "module support disabled"
276         depends on !MODULES
278 MODVERSIONS directly depends on MODULES, this means it's only visible if
279 MODULES is different from 'n'. The comment on the other hand is only
280 visible when MODULES is set to 'n'.
283 Kconfig syntax
284 --------------
286 The configuration file describes a series of menu entries, where every
287 line starts with a keyword (except help texts). The following keywords
288 end a menu entry:
289 - config
290 - menuconfig
291 - choice/endchoice
292 - comment
293 - menu/endmenu
294 - if/endif
295 - source
296 The first five also start the definition of a menu entry.
298 config:
300         "config" <symbol>
301         <config options>
303 This defines a config symbol <symbol> and accepts any of above
304 attributes as options.
306 menuconfig:
307         "menuconfig" <symbol>
308         <config options>
310 This is similar to the simple config entry above, but it also gives a
311 hint to front ends, that all suboptions should be displayed as a
312 separate list of options. To make sure all the suboptions will really
313 show up under the menuconfig entry and not outside of it, every item
314 from the <config options> list must depend on the menuconfig symbol.
315 In practice, this is achieved by using one of the next two constructs:
317 (1):
318 menuconfig M
319 if M
320     config C1
321     config C2
322 endif
324 (2):
325 menuconfig M
326 config C1
327     depends on M
328 config C2
329     depends on M
331 In the following examples (3) and (4), C1 and C2 still have the M
332 dependency, but will not appear under menuconfig M anymore, because
333 of C0, which doesn't depend on M:
335 (3):
336 menuconfig M
337     config C0
338 if M
339     config C1
340     config C2
341 endif
343 (4):
344 menuconfig M
345 config C0
346 config C1
347     depends on M
348 config C2
349     depends on M
351 choices:
353         "choice" [symbol]
354         <choice options>
355         <choice block>
356         "endchoice"
358 This defines a choice group and accepts any of the above attributes as
359 options. A choice can only be of type bool or tristate.  If no type is
360 specified for a choice, it's type will be determined by the type of
361 the first choice element in the group or remain unknown if none of the
362 choice elements have a type specified, as well.
364 While a boolean choice only allows a single config entry to be
365 selected, a tristate choice also allows any number of config entries
366 to be set to 'm'. This can be used if multiple drivers for a single
367 hardware exists and only a single driver can be compiled/loaded into
368 the kernel, but all drivers can be compiled as modules.
370 A choice accepts another option "optional", which allows to set the
371 choice to 'n' and no entry needs to be selected.
372 If no [symbol] is associated with a choice, then you can not have multiple
373 definitions of that choice. If a [symbol] is associated to the choice,
374 then you may define the same choice (ie. with the same entries) in another
375 place.
377 comment:
379         "comment" <prompt>
380         <comment options>
382 This defines a comment which is displayed to the user during the
383 configuration process and is also echoed to the output files. The only
384 possible options are dependencies.
386 menu:
388         "menu" <prompt>
389         <menu options>
390         <menu block>
391         "endmenu"
393 This defines a menu block, see "Menu structure" above for more
394 information. The only possible options are dependencies and "visible"
395 attributes.
399         "if" <expr>
400         <if block>
401         "endif"
403 This defines an if block. The dependency expression <expr> is appended
404 to all enclosed menu entries.
406 source:
408         "source" <prompt>
410 This reads the specified configuration file. This file is always parsed.
412 mainmenu:
414         "mainmenu" <prompt>
416 This sets the config program's title bar if the config program chooses
417 to use it. It should be placed at the top of the configuration, before any
418 other statement.
421 Kconfig hints
422 -------------
423 This is a collection of Kconfig tips, most of which aren't obvious at
424 first glance and most of which have become idioms in several Kconfig
425 files.
427 Adding common features and make the usage configurable
428 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
429 It is a common idiom to implement a feature/functionality that are
430 relevant for some architectures but not all.
431 The recommended way to do so is to use a config variable named HAVE_*
432 that is defined in a common Kconfig file and selected by the relevant
433 architectures.
434 An example is the generic IOMAP functionality.
436 We would in lib/Kconfig see:
438 # Generic IOMAP is used to ...
439 config HAVE_GENERIC_IOMAP
441 config GENERIC_IOMAP
442         depends on HAVE_GENERIC_IOMAP && FOO
444 And in lib/Makefile we would see:
445 obj-$(CONFIG_GENERIC_IOMAP) += iomap.o
447 For each architecture using the generic IOMAP functionality we would see:
449 config X86
450         select ...
451         select HAVE_GENERIC_IOMAP
452         select ...
454 Note: we use the existing config option and avoid creating a new
455 config variable to select HAVE_GENERIC_IOMAP.
457 Note: the use of the internal config variable HAVE_GENERIC_IOMAP, it is
458 introduced to overcome the limitation of select which will force a
459 config option to 'y' no matter the dependencies.
460 The dependencies are moved to the symbol GENERIC_IOMAP and we avoid the
461 situation where select forces a symbol equals to 'y'.
463 Build as module only
464 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
465 To restrict a component build to module-only, qualify its config symbol
466 with "depends on m".  E.g.:
468 config FOO
469         depends on BAR && m
471 limits FOO to module (=m) or disabled (=n).
473 Kconfig recursive dependency limitations
474 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
476 If you've hit the Kconfig error: "recursive dependency detected" you've run
477 into a recursive dependency issue with Kconfig, a recursive dependency can be
478 summarized as a circular dependency. The kconfig tools need to ensure that
479 Kconfig files comply with specified configuration requirements. In order to do
480 that kconfig must determine the values that are possible for all Kconfig
481 symbols, this is currently not possible if there is a circular relation
482 between two or more Kconfig symbols. For more details refer to the "Simple
483 Kconfig recursive issue" subsection below. Kconfig does not do recursive
484 dependency resolution; this has a few implications for Kconfig file writers.
485 We'll first explain why this issues exists and then provide an example
486 technical limitation which this brings upon Kconfig developers. Eager
487 developers wishing to try to address this limitation should read the next
488 subsections.
490 Simple Kconfig recursive issue
491 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
493 Read: Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-01
495 Test with:
497 make KBUILD_KCONFIG=Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-01 allnoconfig
499 Cumulative Kconfig recursive issue
500 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
502 Read: Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-02
504 Test with:
506 make KBUILD_KCONFIG=Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-02 allnoconfig
508 Practical solutions to kconfig recursive issue
509 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
511 Developers who run into the recursive Kconfig issue have three options
512 at their disposal. We document them below and also provide a list of
513 historical issues resolved through these different solutions.
515   a) Remove any superfluous "select FOO" or "depends on FOO"
516   b) Match dependency semantics:
517         b1) Swap all "select FOO" to "depends on FOO" or,
518         b2) Swap all "depends on FOO" to "select FOO"
519   c) Consider the use of "imply" instead of "select"
521 The resolution to a) can be tested with the sample Kconfig file
522 Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-01 through the removal
523 of the "select CORE" from CORE_BELL_A_ADVANCED as that is implicit already
524 since CORE_BELL_A depends on CORE. At times it may not be possible to remove
525 some dependency criteria, for such cases you can work with solution b).
527 The two different resolutions for b) can be tested in the sample Kconfig file
528 Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-02.
530 Below is a list of examples of prior fixes for these types of recursive issues;
531 all errors appear to involve one or more select's and one or more "depends on".
533 commit          fix
534 ======          ===
535 06b718c01208    select A -> depends on A
536 c22eacfe82f9    depends on A -> depends on B
537 6a91e854442c    select A -> depends on A
538 118c565a8f2e    select A -> select B
539 f004e5594705    select A -> depends on A
540 c7861f37b4c6    depends on A -> (null)
541 80c69915e5fb    select A -> (null)              (1)
542 c2218e26c0d0    select A -> depends on A        (1)
543 d6ae99d04e1c    select A -> depends on A
544 95ca19cf8cbf    select A -> depends on A
545 8f057d7bca54    depends on A -> (null)
546 8f057d7bca54    depends on A -> select A
547 a0701f04846e    select A -> depends on A
548 0c8b92f7f259    depends on A -> (null)
549 e4e9e0540928    select A -> depends on A        (2)
550 7453ea886e87    depends on A > (null)           (1)
551 7b1fff7e4fdf    select A -> depends on A
552 86c747d2a4f0    select A -> depends on A
553 d9f9ab51e55e    select A -> depends on A
554 0c51a4d8abd6    depends on A -> select A        (3)
555 e98062ed6dc4    select A -> depends on A        (3)
556 91e5d284a7f1    select A -> (null)
558 (1) Partial (or no) quote of error.
559 (2) That seems to be the gist of that fix.
560 (3) Same error.
562 Future kconfig work
563 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
565 Work on kconfig is welcomed on both areas of clarifying semantics and on
566 evaluating the use of a full SAT solver for it. A full SAT solver can be
567 desirable to enable more complex dependency mappings and / or queries,
568 for instance on possible use case for a SAT solver could be that of handling
569 the current known recursive dependency issues. It is not known if this would
570 address such issues but such evaluation is desirable. If support for a full SAT
571 solver proves too complex or that it cannot address recursive dependency issues
572 Kconfig should have at least clear and well defined semantics which also
573 addresses and documents limitations or requirements such as the ones dealing
574 with recursive dependencies.
576 Further work on both of these areas is welcomed on Kconfig. We elaborate
577 on both of these in the next two subsections.
579 Semantics of Kconfig
580 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
582 The use of Kconfig is broad, Linux is now only one of Kconfig's users:
583 one study has completed a broad analysis of Kconfig use in 12 projects [0].
584 Despite its widespread use, and although this document does a reasonable job
585 in documenting basic Kconfig syntax a more precise definition of Kconfig
586 semantics is welcomed. One project deduced Kconfig semantics through
587 the use of the xconfig configurator [1]. Work should be done to confirm if
588 the deduced semantics matches our intended Kconfig design goals.
590 Having well defined semantics can be useful for tools for practical
591 evaluation of depenencies, for instance one such use known case was work to
592 express in boolean abstraction of the inferred semantics of Kconfig to
593 translate Kconfig logic into boolean formulas and run a SAT solver on this to
594 find dead code / features (always inactive), 114 dead features were found in
595 Linux using this methodology [1] (Section 8: Threats to validity).
597 Confirming this could prove useful as Kconfig stands as one of the the leading
598 industrial variability modeling languages [1] [2]. Its study would help
599 evaluate practical uses of such languages, their use was only theoretical
600 and real world requirements were not well understood. As it stands though
601 only reverse engineering techniques have been used to deduce semantics from
602 variability modeling languages such as Kconfig [3].
604 [0] http://www.eng.uwaterloo.ca/~shshe/kconfig_semantics.pdf
605 [1] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/vm-2013-berger.pdf
606 [2] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/ase241-berger_0.pdf
607 [3] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/icse2011.pdf
609 Full SAT solver for Kconfig
610 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
612 Although SAT solvers [0] haven't yet been used by Kconfig directly, as noted in
613 the previous subsection, work has been done however to express in boolean
614 abstraction the inferred semantics of Kconfig to translate Kconfig logic into
615 boolean formulas and run a SAT solver on it [1]. Another known related project
616 is CADOS [2] (former VAMOS [3]) and the tools, mainly undertaker [4], which has
617 been introduced first with [5].  The basic concept of undertaker is to exract
618 variability models from Kconfig, and put them together with a propositional
619 formula extracted from CPP #ifdefs and build-rules into a SAT solver in order
620 to find dead code, dead files, and dead symbols. If using a SAT solver is
621 desirable on Kconfig one approach would be to evaluate repurposing such efforts
622 somehow on Kconfig. There is enough interest from mentors of existing projects
623 to not only help advise how to integrate this work upstream but also help
624 maintain it long term. Interested developers should visit:
626 http://kernelnewbies.org/KernelProjects/kconfig-sat
628 [0] http://www.cs.cornell.edu/~sabhar/chapters/SATSolvers-KR-Handbook.pdf
629 [1] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/vm-2013-berger.pdf
630 [2] https://cados.cs.fau.de
631 [3] https://vamos.cs.fau.de
632 [4] https://undertaker.cs.fau.de
633 [5] https://www4.cs.fau.de/Publications/2011/tartler_11_eurosys.pdf