探索Linux内核：Kconfig/kbuild的秘密

第一个很容易理解，但第二个和第三个呢？ 内核开发人员经常会看到如下代码：

#ifdef CONFIG_SMP
__boot_cpu_id = cpu;
#endif

当 CONFIG_SMP 改变时，这段代码应该重新编译。编译源文件的命令行也很重要，因为不同的命令行可能会导致不同的目标文件。

当 .c 文件通过 #include 指令使用头文件时，你需要编写如下规则：

main.o: defs.h
        recipe...

管理大型项目时，需要大量的这些规则；把它们全部写下来会很乏味无聊。幸运的是，大多数现代 C 编译器都可以通过查看源文件中的 #include 行来为你编写这些规则。对于 GNU 编译器集合（GCC），只需添加一个命令行参数：-MD depfile

# In scripts/Makefile.lib
c_flags        = -Wp,-MD,$(depfile) $(NOSTDINC_FLAGS) $(LINUXINCLUDE)     
                 -include $(srctree)/include/linux/compiler_types.h       
                 $(__c_flags) $(modkern_cflags)                           
                 $(basename_flags) $(modname_flags)

这将生成一个 .d 文件，内容如下：

init_task.o: init/init_task.c include/linux/kconfig.h 
    include/generated/autoconf.h include/linux/init_task.h 
    include/linux/rcupdate.h include/linux/types.h 
    ...

然后主程序 fixdep 通过将 depfile 文件和命令行作为输入来处理其他两个依赖项，然后以 makefile 格式输出一个 .<target>.cmd 文件，它记录命令行和目标的所有先决条件（包括配置）。 它看起来像这样：

# The command line used to compile the target
cmd_init/init_task.o := gcc -Wp,-MD,init/.init_task.o.d  -nostdinc ...
...
# The dependency files
deps_init/init_task.o := 
    $(wildcard include/config/posix/timers.h) 
    $(wildcard include/config/arch/task/struct/on/stack.h) 
    $(wildcard include/config/thread/info/in/task.h) 
    ...
    include/uapi/linux/types.h 
    arch/x86/include/uapi/asm/types.h 
    include/uapi/asm-generic/types.h 
    ...

在递归 make 中，.<target>.cmd 文件将被包含，以提供所有依赖关系信息并帮助决定是否重建目标。

这背后的秘密是 fixdep 将解析 depfile（.d 文件），然后解析里面的所有依赖文件，搜索所有 CONFIG_ 字符串的文本，将它们转换为相应的空的头文件，并将它们添加到目标的先决条件。每次配置更改时，相应的空的头文件也将更新，因此 kbuild 可以检测到该更改并重建依赖于它的目标。因为还记录了命令行，所以很容易比较最后和当前的编译参数。

展望未来

Kconfig/kbuild 在很长一段时间内没有什么变化，直到新的维护者 Masahiro Yamada 于 2017 年初加入，现在 kbuild 正在再次积极开发中。如果你不久后看到与本文中的内容不同的内容，请不要感到惊讶。

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（编辑：南平站长网）

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