便于阅读的linux内核代码预处理

thinkfunny

. S* w, Z( A  h3 P# c$ B/ }# K9 Y' o8 _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。

平台：linux 3.4.5 ARM，PC linux上类似，更简单些。
/ U* H2 i. Y: Y) o3 H1 v
加V=1重新编译内核
# Z: [( {* N# G$ N" j+ B
make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。
. C2 Q- v: N$ k4 f6 H1 A( ]& K! e

• cd linux-3.4.5 && make ARCH=arm defconfig && make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-buildroot-linux-uclibcgnueabi- EXTRAVERSION=- -B V=1 uImage
  

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：
" h4 o+ ^  i+ K! e+ T7 }  r

• 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.c
  

编译预处理指定文件

: P' j9 c7 x( w, ~1 U! U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。

& s' w, T- M  c  i! [$ W# j

• 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
  

  R% W& V9 F$ d$ g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。
" h* o: D1 R( c" Q. y
slab_def.h里的原始kmalloc

5 ^0 T9 f( F0 }! U7 B6 k

• 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);
• }
  " R! S) L# _9 C+ ~7 k: R- b

     
预处理后的kmalloc,流程是不是清晰多了。
3 c$ ~" E  b( V; x% s. I% H% z
( ]: P6 n: F3 P7 ~0 f. e

• 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);
• }
  

      

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