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便于阅读的linux内核代码预处理

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发表于 2020-2-6 09:47 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x

2 \! V* i# w6 d/ G3 @3 `linux 内核庞大而复杂。内核代码阅读的时候,有没有遇到因为宏定义或者inline层次太深而不知道到底代码是什么样子。代码预处理可以解决这个难题。" o, S9 P$ x$ _+ L

& }9 Q, h1 q  q4 B2 A7 {平台:linux 3.4.5 ARM,PC linux上类似,更简单些。9 q) [. {9 A8 `* T4 w

$ G) a7 S4 W4 _! ~- L# b加V=1重新编译内核+ U; L# D6 D+ E1 t: B

+ I( }& v8 U8 bmake内核增加V=1选项,会详细打印编译过程,-B是要求重新编译内核所有模块。
; m6 n& Z8 R' h4 D) D0 c- j( [/ _; Z4 O8 L5 o! a
  • cd linux-3.4.5 && make ARCH=arm defconfig && make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi- EXTRAVERSION=- -B V=1 uImage0 w- f; b$ F! P  O: h! [3 v

/ Y) \8 F0 _# W- j编译内核并保存编译log到文件,搜索你要预编译的文件,如mm/slab.c,会找到如下编译命令:; U3 a- j+ v& u" g' o. f, d9 x
! z/ n( H* o, U. F
  • arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi-gcc -Wp,-MD,mm/.slab.o.d  -nostdinc -isystem /home/test/build/gcc-4.9.8/build_arm/staging_dir/usr/bin/../lib/gcc/arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi/4.9.8/include -I/home/test/linux/kernels/linux-3.4.5/arch/arm/include -Iarch/arm/include/generated -Iinclude  -include /home/test/linux/kernels/linux-3.4.5/include/linux/kconfig.h -D__KERNEL__ -mlittle-endian -Iarch/arm/mach-zx297510/include -Wall -Wundef -Wstrict-prototypes -Wno-trigraphs -fno-strict-aliasing -fno-common -Werror-implicit-function-declaration -Wno-format-security -fno-delete-null-pointer-checks -O2 -marm -fno-dwaRF2-cfi-asm -mabi=aapcs-linux -mno-thumb-interwork -funwind-tables -D__LINUX_ARM_ARCH__=7 -march=armv7-a -msoft-float -Uarm -Wframe-larger-than=1024 -fno-stack-protector -Wno-unused-but-set-variable -fomit-frame-pointer -g -fno-inline-functions-called-once -Wdeclaration-after-statement -Wno-pointer-sign -fno-strict-overflow -fconserve-stack -DCC_HAVE_ASM_GOTO    -D"KBUILD_STR(s)=#s" -D"KBUILD_BASENAME=KBUILD_STR(slab)"  -D"KBUILD_MODNAME=KBUILD_STR(slab)" -c -o mm/.tmp_slab.o mm/slab.c1 a0 H+ @2 G8 K; B1 @$ z

& Q! f- X/ g6 f; e编译预处理指定文件
8 ]4 e& ~# s- u
9 K4 F0 r; \. A- Z/ e把编译命令修改成预处理命令:-c -o mm/.tmp_slab.o修改成-E -o mm/slab.E mm/slab.c,在内核目录linux-3.4.5直接执行。如果是交叉编译链,可能需要把arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi-gcc所在路径加入到环境变量PATH里。) K7 Q' D. A6 T: \

2 R4 Z7 ]8 x3 `. C7 B* V
  • arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi-gcc -Wp,-MD,mm/.slab.o.d  -nostdinc -isystem /home/test/build/gcc-4.9.8/build_arm/staging_dir/usr/bin/../lib/gcc/arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi/4.9.8/include -I/home/test/linux/kernels/linux-3.4.5/arch/arm/include -Iarch/arm/include/generated -Iinclude  -include /home/test/linux/kernels/linux-3.4.5/include/linux/kconfig.h -D__KERNEL__ -mlittle-endian -Iarch/arm/mach-zx297510/include -Wall -Wundef -Wstrict-prototypes -Wno-trigraphs -fno-strict-aliasing -fno-common -Werror-implicit-function-declaration -Wno-format-security -fno-delete-null-pointer-checks -O2 -marm -fno-dwarf2-cfi-asm -mabi=aapcs-linux -mno-thumb-interwork -funwind-tables -D__LINUX_ARM_ARCH__=7 -march=armv7-a -msoft-float -Uarm -Wframe-larger-than=1024 -fno-stack-protector -Wno-unused-but-set-variable -fomit-frame-pointer -g -fno-inline-functions-called-once -Wdeclaration-after-statement -Wno-pointer-sign -fno-strict-overflow -fconserve-stack -DCC_HAVE_ASM_GOTO    -D"KBUILD_STR(s)=#s" -D"KBUILD_BASENAME=KBUILD_STR(slab)"  -D"KBUILD_MODNAME=KBUILD_STR(slab)" -E -o mm/slab.E mm/slab.c" {% ]) ^. L# J# A' F0 M9 ~  w

5 B- R, J" A/ S# [  U执行完命令,在内核的mm目录就能看到slab.c的预处理后文件slab.E文件了。看一下kmalloc函数代码,是不是清晰很多了。
' ~2 {) [, n/ Q" v* b4 K# K! E+ b7 L- W  `- X. A
slab_def.h里的原始kmalloc
: ^+ M+ m1 t% R  a, A: ]: H) O" ?. x
  • static __always_inline void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
  • {
  •         struct kmem_cache *cachep;
  •         void *ret;
  •         if (__builtin_constant_p(size)) {
  •                 int i = 0;
  •                 if (!size)
  •                         return ZERO_SIZE_PTR;
  • #define CACHE(x) \
  •                 if (size <= x) \
  •                         goto found; \
  •                 else \
  •                         i++;
  • #include <linux/kmalloc_sizes.h>
  • #undef CACHE
  •                 return NULL;
  • found:
  • #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
  •                 if (flags & GFP_DMA)
  •                         cachep = malloc_sizes.cs_dmacachep;
  •                 else
  • #endif
  •                         cachep = malloc_sizes.cs_cachep;
  •                 ret = kmem_cache_alloc_trace(size, cachep, flags);
  •                 return ret;
  •         }
  •         return __kmalloc(size, flags);
  • }
    0 R/ m0 z: C9 K8 p+ o0 j$ E
     - f4 H# ]8 e9 i) C3 h1 B
预处理后的kmalloc,流程是不是清晰多了。3 x- p8 C& }$ L. @2 h1 a- n$ L
: h& R; F1 s/ A& Z" G, u
  • static inline __attribute__((always_inline)) __attribute__((always_inline)) void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
  • {
  • struct kmem_cache *cachep;
  • void *ret;
  • if (__builtin_constant_p(size)) {
  •   int i = 0;
  •   if (!size)
  •    return ((void *)16);
  • # 1 "include/linux/kmalloc_sizes.h" 1
  • if (size <= 32) goto found; else i++;
  • if (size <= 64) goto found; else i++;
  • if (size <= 128) goto found; else i++;
  • if (size <= 192) goto found; else i++;
  • if (size <= 256) goto found; else i++;
  • if (size <= 512) goto found; else i++;
  • if (size <= 1024) goto found; else i++;
  • if (size <= 2048) goto found; else i++;
  • if (size <= 4096) goto found; else i++;
  • if (size <= 8192) goto found; else i++;
  • if (size <= 16384) goto found; else i++;
  • if (size <= 32768) goto found; else i++;
  • if (size <= 65536) goto found; else i++;
  • if (size <= 131072) goto found; else i++;
  • if (size <= 262144) goto found; else i++;
  • if (size <= 524288) goto found; else i++;
  • if (size <= 1048576) goto found; else i++;
  • if (size <= 2097152) goto found; else i++;
  • if (size <= 4194304) goto found; else i++;
  • # 145 "include/linux/slab_def.h" 2
  •   return ((void *)0);
  • found:
  •    cachep = malloc_sizes.cs_cachep;
  •   ret = kmem_cache_alloc_trace(size, cachep, flags);
  •   return ret;
  • }
  • return __kmalloc(size, flags);
  • }$ N$ u- R- n# c0 C) ~* Q7 `
      
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    2019-11-29 15:37
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