fix errno on connect() error
[cor.git] / Documentation / kbuild / kconfig-language.rst
blob74bef19f69f0a8078f2f988358ff57046b46210b
1 ================
2 Kconfig Language
3 ================
5 Introduction
6 ------------
8 The configuration database is a collection of configuration options
9 organized in a tree structure::
11         +- Code maturity level options
12         |  +- Prompt for development and/or incomplete code/drivers
13         +- General setup
14         |  +- Networking support
15         |  +- System V IPC
16         |  +- BSD Process Accounting
17         |  +- Sysctl support
18         +- Loadable module support
19         |  +- Enable loadable module support
20         |     +- Set version information on all module symbols
21         |     +- Kernel module loader
22         +- ...
24 Every entry has its own dependencies. These dependencies are used
25 to determine the visibility of an entry. Any child entry is only
26 visible if its parent entry is also visible.
28 Menu entries
29 ------------
31 Most entries define a config option; all other entries help to organize
32 them. A single configuration option is defined like this::
34   config MODVERSIONS
35         bool "Set version information on all module symbols"
36         depends on MODULES
37         help
38           Usually, modules have to be recompiled whenever you switch to a new
39           kernel.  ...
41 Every line starts with a key word and can be followed by multiple
42 arguments.  "config" starts a new config entry. The following lines
43 define attributes for this config option. Attributes can be the type of
44 the config option, input prompt, dependencies, help text and default
45 values. A config option can be defined multiple times with the same
46 name, but every definition can have only a single input prompt and the
47 type must not conflict.
49 Menu attributes
50 ---------------
52 A menu entry can have a number of attributes. Not all of them are
53 applicable everywhere (see syntax).
55 - type definition: "bool"/"tristate"/"string"/"hex"/"int"
57   Every config option must have a type. There are only two basic types:
58   tristate and string; the other types are based on these two. The type
59   definition optionally accepts an input prompt, so these two examples
60   are equivalent::
62         bool "Networking support"
64   and::
66         bool
67         prompt "Networking support"
69 - input prompt: "prompt" <prompt> ["if" <expr>]
71   Every menu entry can have at most one prompt, which is used to display
72   to the user. Optionally dependencies only for this prompt can be added
73   with "if".
75 - default value: "default" <expr> ["if" <expr>]
77   A config option can have any number of default values. If multiple
78   default values are visible, only the first defined one is active.
79   Default values are not limited to the menu entry where they are
80   defined. This means the default can be defined somewhere else or be
81   overridden by an earlier definition.
82   The default value is only assigned to the config symbol if no other
83   value was set by the user (via the input prompt above). If an input
84   prompt is visible the default value is presented to the user and can
85   be overridden by him.
86   Optionally, dependencies only for this default value can be added with
87   "if".
89  The default value deliberately defaults to 'n' in order to avoid bloating the
90  build. With few exceptions, new config options should not change this. The
91  intent is for "make oldconfig" to add as little as possible to the config from
92  release to release.
94  Note:
95         Things that merit "default y/m" include:
97         a) A new Kconfig option for something that used to always be built
98            should be "default y".
100         b) A new gatekeeping Kconfig option that hides/shows other Kconfig
101            options (but does not generate any code of its own), should be
102            "default y" so people will see those other options.
104         c) Sub-driver behavior or similar options for a driver that is
105            "default n". This allows you to provide sane defaults.
107         d) Hardware or infrastructure that everybody expects, such as CONFIG_NET
108            or CONFIG_BLOCK. These are rare exceptions.
110 - type definition + default value::
112         "def_bool"/"def_tristate" <expr> ["if" <expr>]
114   This is a shorthand notation for a type definition plus a value.
115   Optionally dependencies for this default value can be added with "if".
117 - dependencies: "depends on" <expr>
119   This defines a dependency for this menu entry. If multiple
120   dependencies are defined, they are connected with '&&'. Dependencies
121   are applied to all other options within this menu entry (which also
122   accept an "if" expression), so these two examples are equivalent::
124         bool "foo" if BAR
125         default y if BAR
127   and::
129         depends on BAR
130         bool "foo"
131         default y
133 - reverse dependencies: "select" <symbol> ["if" <expr>]
135   While normal dependencies reduce the upper limit of a symbol (see
136   below), reverse dependencies can be used to force a lower limit of
137   another symbol. The value of the current menu symbol is used as the
138   minimal value <symbol> can be set to. If <symbol> is selected multiple
139   times, the limit is set to the largest selection.
140   Reverse dependencies can only be used with boolean or tristate
141   symbols.
143   Note:
144         select should be used with care. select will force
145         a symbol to a value without visiting the dependencies.
146         By abusing select you are able to select a symbol FOO even
147         if FOO depends on BAR that is not set.
148         In general use select only for non-visible symbols
149         (no prompts anywhere) and for symbols with no dependencies.
150         That will limit the usefulness but on the other hand avoid
151         the illegal configurations all over.
153 - weak reverse dependencies: "imply" <symbol> ["if" <expr>]
155   This is similar to "select" as it enforces a lower limit on another
156   symbol except that the "implied" symbol's value may still be set to n
157   from a direct dependency or with a visible prompt.
159   Given the following example::
161     config FOO
162         tristate
163         imply BAZ
165     config BAZ
166         tristate
167         depends on BAR
169   The following values are possible:
171         ===             ===             =============   ==============
172         FOO             BAR             BAZ's default   choice for BAZ
173         ===             ===             =============   ==============
174         n               y               n               N/m/y
175         m               y               m               M/y/n
176         y               y               y               Y/n
177         y               n               *               N
178         ===             ===             =============   ==============
180   This is useful e.g. with multiple drivers that want to indicate their
181   ability to hook into a secondary subsystem while allowing the user to
182   configure that subsystem out without also having to unset these drivers.
184 - limiting menu display: "visible if" <expr>
186   This attribute is only applicable to menu blocks, if the condition is
187   false, the menu block is not displayed to the user (the symbols
188   contained there can still be selected by other symbols, though). It is
189   similar to a conditional "prompt" attribute for individual menu
190   entries. Default value of "visible" is true.
192 - numerical ranges: "range" <symbol> <symbol> ["if" <expr>]
194   This allows to limit the range of possible input values for int
195   and hex symbols. The user can only input a value which is larger than
196   or equal to the first symbol and smaller than or equal to the second
197   symbol.
199 - help text: "help" or "---help---"
201   This defines a help text. The end of the help text is determined by
202   the indentation level, this means it ends at the first line which has
203   a smaller indentation than the first line of the help text.
204   "---help---" and "help" do not differ in behaviour, "---help---" is
205   used to help visually separate configuration logic from help within
206   the file as an aid to developers.
208 - misc options: "option" <symbol>[=<value>]
210   Various less common options can be defined via this option syntax,
211   which can modify the behaviour of the menu entry and its config
212   symbol. These options are currently possible:
214   - "defconfig_list"
215     This declares a list of default entries which can be used when
216     looking for the default configuration (which is used when the main
217     .config doesn't exists yet.)
219   - "modules"
220     This declares the symbol to be used as the MODULES symbol, which
221     enables the third modular state for all config symbols.
222     At most one symbol may have the "modules" option set.
224   - "allnoconfig_y"
225     This declares the symbol as one that should have the value y when
226     using "allnoconfig". Used for symbols that hide other symbols.
228 Menu dependencies
229 -----------------
231 Dependencies define the visibility of a menu entry and can also reduce
232 the input range of tristate symbols. The tristate logic used in the
233 expressions uses one more state than normal boolean logic to express the
234 module state. Dependency expressions have the following syntax::
236   <expr> ::= <symbol>                           (1)
237            <symbol> '=' <symbol>                (2)
238            <symbol> '!=' <symbol>               (3)
239            <symbol1> '<' <symbol2>              (4)
240            <symbol1> '>' <symbol2>              (4)
241            <symbol1> '<=' <symbol2>             (4)
242            <symbol1> '>=' <symbol2>             (4)
243            '(' <expr> ')'                       (5)
244            '!' <expr>                           (6)
245            <expr> '&&' <expr>                   (7)
246            <expr> '||' <expr>                   (8)
248 Expressions are listed in decreasing order of precedence.
250 (1) Convert the symbol into an expression. Boolean and tristate symbols
251     are simply converted into the respective expression values. All
252     other symbol types result in 'n'.
253 (2) If the values of both symbols are equal, it returns 'y',
254     otherwise 'n'.
255 (3) If the values of both symbols are equal, it returns 'n',
256     otherwise 'y'.
257 (4) If value of <symbol1> is respectively lower, greater, lower-or-equal,
258     or greater-or-equal than value of <symbol2>, it returns 'y',
259     otherwise 'n'.
260 (5) Returns the value of the expression. Used to override precedence.
261 (6) Returns the result of (2-/expr/).
262 (7) Returns the result of min(/expr/, /expr/).
263 (8) Returns the result of max(/expr/, /expr/).
265 An expression can have a value of 'n', 'm' or 'y' (or 0, 1, 2
266 respectively for calculations). A menu entry becomes visible when its
267 expression evaluates to 'm' or 'y'.
269 There are two types of symbols: constant and non-constant symbols.
270 Non-constant symbols are the most common ones and are defined with the
271 'config' statement. Non-constant symbols consist entirely of alphanumeric
272 characters or underscores.
273 Constant symbols are only part of expressions. Constant symbols are
274 always surrounded by single or double quotes. Within the quote, any
275 other character is allowed and the quotes can be escaped using '\'.
277 Menu structure
278 --------------
280 The position of a menu entry in the tree is determined in two ways. First
281 it can be specified explicitly::
283   menu "Network device support"
284         depends on NET
286   config NETDEVICES
287         ...
289   endmenu
291 All entries within the "menu" ... "endmenu" block become a submenu of
292 "Network device support". All subentries inherit the dependencies from
293 the menu entry, e.g. this means the dependency "NET" is added to the
294 dependency list of the config option NETDEVICES.
296 The other way to generate the menu structure is done by analyzing the
297 dependencies. If a menu entry somehow depends on the previous entry, it
298 can be made a submenu of it. First, the previous (parent) symbol must
299 be part of the dependency list and then one of these two conditions
300 must be true:
302 - the child entry must become invisible, if the parent is set to 'n'
303 - the child entry must only be visible, if the parent is visible::
305     config MODULES
306         bool "Enable loadable module support"
308     config MODVERSIONS
309         bool "Set version information on all module symbols"
310         depends on MODULES
312     comment "module support disabled"
313         depends on !MODULES
315 MODVERSIONS directly depends on MODULES, this means it's only visible if
316 MODULES is different from 'n'. The comment on the other hand is only
317 visible when MODULES is set to 'n'.
320 Kconfig syntax
321 --------------
323 The configuration file describes a series of menu entries, where every
324 line starts with a keyword (except help texts). The following keywords
325 end a menu entry:
327 - config
328 - menuconfig
329 - choice/endchoice
330 - comment
331 - menu/endmenu
332 - if/endif
333 - source
335 The first five also start the definition of a menu entry.
337 config::
339         "config" <symbol>
340         <config options>
342 This defines a config symbol <symbol> and accepts any of above
343 attributes as options.
345 menuconfig::
347         "menuconfig" <symbol>
348         <config options>
350 This is similar to the simple config entry above, but it also gives a
351 hint to front ends, that all suboptions should be displayed as a
352 separate list of options. To make sure all the suboptions will really
353 show up under the menuconfig entry and not outside of it, every item
354 from the <config options> list must depend on the menuconfig symbol.
355 In practice, this is achieved by using one of the next two constructs::
357   (1):
358   menuconfig M
359   if M
360       config C1
361       config C2
362   endif
364   (2):
365   menuconfig M
366   config C1
367       depends on M
368   config C2
369       depends on M
371 In the following examples (3) and (4), C1 and C2 still have the M
372 dependency, but will not appear under menuconfig M anymore, because
373 of C0, which doesn't depend on M::
375   (3):
376   menuconfig M
377       config C0
378   if M
379       config C1
380       config C2
381   endif
383   (4):
384   menuconfig M
385   config C0
386   config C1
387       depends on M
388   config C2
389       depends on M
391 choices::
393         "choice" [symbol]
394         <choice options>
395         <choice block>
396         "endchoice"
398 This defines a choice group and accepts any of the above attributes as
399 options. A choice can only be of type bool or tristate.  If no type is
400 specified for a choice, its type will be determined by the type of
401 the first choice element in the group or remain unknown if none of the
402 choice elements have a type specified, as well.
404 While a boolean choice only allows a single config entry to be
405 selected, a tristate choice also allows any number of config entries
406 to be set to 'm'. This can be used if multiple drivers for a single
407 hardware exists and only a single driver can be compiled/loaded into
408 the kernel, but all drivers can be compiled as modules.
410 A choice accepts another option "optional", which allows to set the
411 choice to 'n' and no entry needs to be selected.
412 If no [symbol] is associated with a choice, then you can not have multiple
413 definitions of that choice. If a [symbol] is associated to the choice,
414 then you may define the same choice (i.e. with the same entries) in another
415 place.
417 comment::
419         "comment" <prompt>
420         <comment options>
422 This defines a comment which is displayed to the user during the
423 configuration process and is also echoed to the output files. The only
424 possible options are dependencies.
426 menu::
428         "menu" <prompt>
429         <menu options>
430         <menu block>
431         "endmenu"
433 This defines a menu block, see "Menu structure" above for more
434 information. The only possible options are dependencies and "visible"
435 attributes.
437 if::
439         "if" <expr>
440         <if block>
441         "endif"
443 This defines an if block. The dependency expression <expr> is appended
444 to all enclosed menu entries.
446 source::
448         "source" <prompt>
450 This reads the specified configuration file. This file is always parsed.
452 mainmenu::
454         "mainmenu" <prompt>
456 This sets the config program's title bar if the config program chooses
457 to use it. It should be placed at the top of the configuration, before any
458 other statement.
460 '#' Kconfig source file comment:
462 An unquoted '#' character anywhere in a source file line indicates
463 the beginning of a source file comment.  The remainder of that line
464 is a comment.
467 Kconfig hints
468 -------------
469 This is a collection of Kconfig tips, most of which aren't obvious at
470 first glance and most of which have become idioms in several Kconfig
471 files.
473 Adding common features and make the usage configurable
474 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
475 It is a common idiom to implement a feature/functionality that are
476 relevant for some architectures but not all.
477 The recommended way to do so is to use a config variable named HAVE_*
478 that is defined in a common Kconfig file and selected by the relevant
479 architectures.
480 An example is the generic IOMAP functionality.
482 We would in lib/Kconfig see::
484   # Generic IOMAP is used to ...
485   config HAVE_GENERIC_IOMAP
487   config GENERIC_IOMAP
488         depends on HAVE_GENERIC_IOMAP && FOO
490 And in lib/Makefile we would see::
492         obj-$(CONFIG_GENERIC_IOMAP) += iomap.o
494 For each architecture using the generic IOMAP functionality we would see::
496   config X86
497         select ...
498         select HAVE_GENERIC_IOMAP
499         select ...
501 Note: we use the existing config option and avoid creating a new
502 config variable to select HAVE_GENERIC_IOMAP.
504 Note: the use of the internal config variable HAVE_GENERIC_IOMAP, it is
505 introduced to overcome the limitation of select which will force a
506 config option to 'y' no matter the dependencies.
507 The dependencies are moved to the symbol GENERIC_IOMAP and we avoid the
508 situation where select forces a symbol equals to 'y'.
510 Adding features that need compiler support
511 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
513 There are several features that need compiler support. The recommended way
514 to describe the dependency on the compiler feature is to use "depends on"
515 followed by a test macro::
517   config STACKPROTECTOR
518         bool "Stack Protector buffer overflow detection"
519         depends on $(cc-option,-fstack-protector)
520         ...
522 If you need to expose a compiler capability to makefiles and/or C source files,
523 `CC_HAS_` is the recommended prefix for the config option::
525   config CC_HAS_STACKPROTECTOR_NONE
526         def_bool $(cc-option,-fno-stack-protector)
528 Build as module only
529 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
530 To restrict a component build to module-only, qualify its config symbol
531 with "depends on m".  E.g.::
533   config FOO
534         depends on BAR && m
536 limits FOO to module (=m) or disabled (=n).
538 Kconfig recursive dependency limitations
539 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
541 If you've hit the Kconfig error: "recursive dependency detected" you've run
542 into a recursive dependency issue with Kconfig, a recursive dependency can be
543 summarized as a circular dependency. The kconfig tools need to ensure that
544 Kconfig files comply with specified configuration requirements. In order to do
545 that kconfig must determine the values that are possible for all Kconfig
546 symbols, this is currently not possible if there is a circular relation
547 between two or more Kconfig symbols. For more details refer to the "Simple
548 Kconfig recursive issue" subsection below. Kconfig does not do recursive
549 dependency resolution; this has a few implications for Kconfig file writers.
550 We'll first explain why this issues exists and then provide an example
551 technical limitation which this brings upon Kconfig developers. Eager
552 developers wishing to try to address this limitation should read the next
553 subsections.
555 Simple Kconfig recursive issue
556 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
558 Read: Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-01
560 Test with::
562   make KBUILD_KCONFIG=Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-01 allnoconfig
564 Cumulative Kconfig recursive issue
565 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
567 Read: Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-02
569 Test with::
571   make KBUILD_KCONFIG=Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-02 allnoconfig
573 Practical solutions to kconfig recursive issue
574 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
576 Developers who run into the recursive Kconfig issue have two options
577 at their disposal. We document them below and also provide a list of
578 historical issues resolved through these different solutions.
580   a) Remove any superfluous "select FOO" or "depends on FOO"
581   b) Match dependency semantics:
583         b1) Swap all "select FOO" to "depends on FOO" or,
585         b2) Swap all "depends on FOO" to "select FOO"
587 The resolution to a) can be tested with the sample Kconfig file
588 Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-01 through the removal
589 of the "select CORE" from CORE_BELL_A_ADVANCED as that is implicit already
590 since CORE_BELL_A depends on CORE. At times it may not be possible to remove
591 some dependency criteria, for such cases you can work with solution b).
593 The two different resolutions for b) can be tested in the sample Kconfig file
594 Documentation/kbuild/Kconfig.recursion-issue-02.
596 Below is a list of examples of prior fixes for these types of recursive issues;
597 all errors appear to involve one or more select's and one or more "depends on".
599 ============    ===================================
600 commit          fix
601 ============    ===================================
602 06b718c01208    select A -> depends on A
603 c22eacfe82f9    depends on A -> depends on B
604 6a91e854442c    select A -> depends on A
605 118c565a8f2e    select A -> select B
606 f004e5594705    select A -> depends on A
607 c7861f37b4c6    depends on A -> (null)
608 80c69915e5fb    select A -> (null)              (1)
609 c2218e26c0d0    select A -> depends on A        (1)
610 d6ae99d04e1c    select A -> depends on A
611 95ca19cf8cbf    select A -> depends on A
612 8f057d7bca54    depends on A -> (null)
613 8f057d7bca54    depends on A -> select A
614 a0701f04846e    select A -> depends on A
615 0c8b92f7f259    depends on A -> (null)
616 e4e9e0540928    select A -> depends on A        (2)
617 7453ea886e87    depends on A > (null)           (1)
618 7b1fff7e4fdf    select A -> depends on A
619 86c747d2a4f0    select A -> depends on A
620 d9f9ab51e55e    select A -> depends on A
621 0c51a4d8abd6    depends on A -> select A        (3)
622 e98062ed6dc4    select A -> depends on A        (3)
623 91e5d284a7f1    select A -> (null)
624 ============    ===================================
626 (1) Partial (or no) quote of error.
627 (2) That seems to be the gist of that fix.
628 (3) Same error.
630 Future kconfig work
631 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
633 Work on kconfig is welcomed on both areas of clarifying semantics and on
634 evaluating the use of a full SAT solver for it. A full SAT solver can be
635 desirable to enable more complex dependency mappings and / or queries,
636 for instance on possible use case for a SAT solver could be that of handling
637 the current known recursive dependency issues. It is not known if this would
638 address such issues but such evaluation is desirable. If support for a full SAT
639 solver proves too complex or that it cannot address recursive dependency issues
640 Kconfig should have at least clear and well defined semantics which also
641 addresses and documents limitations or requirements such as the ones dealing
642 with recursive dependencies.
644 Further work on both of these areas is welcomed on Kconfig. We elaborate
645 on both of these in the next two subsections.
647 Semantics of Kconfig
648 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
650 The use of Kconfig is broad, Linux is now only one of Kconfig's users:
651 one study has completed a broad analysis of Kconfig use in 12 projects [0]_.
652 Despite its widespread use, and although this document does a reasonable job
653 in documenting basic Kconfig syntax a more precise definition of Kconfig
654 semantics is welcomed. One project deduced Kconfig semantics through
655 the use of the xconfig configurator [1]_. Work should be done to confirm if
656 the deduced semantics matches our intended Kconfig design goals.
658 Having well defined semantics can be useful for tools for practical
659 evaluation of depenencies, for instance one such use known case was work to
660 express in boolean abstraction of the inferred semantics of Kconfig to
661 translate Kconfig logic into boolean formulas and run a SAT solver on this to
662 find dead code / features (always inactive), 114 dead features were found in
663 Linux using this methodology [1]_ (Section 8: Threats to validity).
665 Confirming this could prove useful as Kconfig stands as one of the the leading
666 industrial variability modeling languages [1]_ [2]_. Its study would help
667 evaluate practical uses of such languages, their use was only theoretical
668 and real world requirements were not well understood. As it stands though
669 only reverse engineering techniques have been used to deduce semantics from
670 variability modeling languages such as Kconfig [3]_.
672 .. [0] http://www.eng.uwaterloo.ca/~shshe/kconfig_semantics.pdf
673 .. [1] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/vm-2013-berger.pdf
674 .. [2] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/ase241-berger_0.pdf
675 .. [3] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/icse2011.pdf
677 Full SAT solver for Kconfig
678 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
680 Although SAT solvers [4]_ haven't yet been used by Kconfig directly, as noted
681 in the previous subsection, work has been done however to express in boolean
682 abstraction the inferred semantics of Kconfig to translate Kconfig logic into
683 boolean formulas and run a SAT solver on it [5]_. Another known related project
684 is CADOS [6]_ (former VAMOS [7]_) and the tools, mainly undertaker [8]_, which
685 has been introduced first with [9]_.  The basic concept of undertaker is to
686 exract variability models from Kconfig, and put them together with a
687 propositional formula extracted from CPP #ifdefs and build-rules into a SAT
688 solver in order to find dead code, dead files, and dead symbols. If using a SAT
689 solver is desirable on Kconfig one approach would be to evaluate repurposing
690 such efforts somehow on Kconfig. There is enough interest from mentors of
691 existing projects to not only help advise how to integrate this work upstream
692 but also help maintain it long term. Interested developers should visit:
694 http://kernelnewbies.org/KernelProjects/kconfig-sat
696 .. [4] http://www.cs.cornell.edu/~sabhar/chapters/SATSolvers-KR-Handbook.pdf
697 .. [5] http://gsd.uwaterloo.ca/sites/default/files/vm-2013-berger.pdf
698 .. [6] https://cados.cs.fau.de
699 .. [7] https://vamos.cs.fau.de
700 .. [8] https://undertaker.cs.fau.de
701 .. [9] https://www4.cs.fau.de/Publications/2011/tartler_11_eurosys.pdf