document/TranslateProject
2
0
Fork 0
mirror of https://github.com/LCTT/TranslateProject.git synced 2025-02-25 00:50:15 +08:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

PRF

Browse Source 
@wxy
This commit is contained in:
Xingyu Wang 2019-08-15 09:40:25 +08:00
parent 6706cb22bc
commit 241abdcfc7
1 changed files with 28 additions and 37 deletions
Show Stats Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

65
translated/tech/20181011 Exploring the Linux kernel- The secrets of Kconfig-kbuild.md
View File

@ -3,11 +3,11 @@
> 深入理解 Linux 配置/构建系统是如何工作的。
![](https://opensource.com/sites/default/files/styles/image-full-size/public/lead-images/compass_map_explore_adventure.jpg?itok=ecCoVTrZ)
![](https://img.linux.net.cn/data/attachment/album/201908/15/093935dvyk5znoaooaooba.jpg)
自从 Linux 内核代码迁移到 Git 以来，Linux 内核配置/构建系统（也称为 Kconfig/kbuild）已存在很长时间了。然而，作为支持基础设施，它很少成为人们关注的焦点；甚至在日常工作中使用它的内核开发人员也从未真正思考过它。
为了探索如何编译 Linux 内核，本文将深入介绍 Kconfig/kbuild 内部的过程，解释如何生成 `.config` 文件和 `vmlinux`/`bzImage` 文件，并介绍依赖性跟踪的巧妙的技巧。
为了探索如何编译 Linux 内核，本文将深入介绍 Kconfig/kbuild 内部的过程，解释如何生成 `.config` 文件和 `vmlinux`/`bzImage` 文件，并介绍一个巧妙的依赖性跟踪技巧。
### Kconfig
@ -25,19 +25,19 @@
| `localmodconfig` | 更新当前配置，禁用没有载入的模块 |
| `localyesconfig` | 更新当前配置，转换本地模块到核心 |
| `defconfig` | 带有来自架构提供的 `defconcig` 默认值的新配置 |
| `savedefconfig` | 保存当前配置为 `./defconfig`（极简配置） |
| `savedefconfig` | 保存当前配置为 `./defconfig`（最小配置） |
| `allnoconfig` | 所有选项回答为 `no` 的新配置 |
| `allyesconfig` | 所有选项回答为 `yes` 的新配置 |
| `allmodconfig` | 尽可能选择所有模块的新配置 |
| `alldefconfig` | 所有符号设置为默认值的新配置 |
| `alldefconfig` | 所有符号（选项）设置为默认值的新配置 |
| `randconfig` | 所有选项随机选择的新配置 |
| `listnewconfig` | 列出新选项 |
| `olddefconfig` | 同 `oldconfig` 一样，但设置新符号为其默认值而无须提问 |
| `kvmconfig` | 启用支持 KVM 访客模块的附加选项 |
| `xenconfig` | 启用支持 xen 的 dom0 和 访客模块的附加选项 |
| `olddefconfig` | 同 `oldconfig` 一样，但设置新符号（选项）为其默认值而无须提问 |
| `kvmconfig` | 启用支持 KVM 访客内核模块的附加选项 |
| `xenconfig` | 启用支持 xen 的 dom0 和 访客内核模块的附加选项 |
| `tinyconfig` | 配置尽可能小的内核 |
我认为 `menuconfig` 是这些目标中最受欢迎的。这些目标由不同的主程序处理，这些程序由内核提供并在内核构建期间构建。一些目标有 GUI（为了方便用户），而大多数没有。与 Kconfig 相关的工具和源代码主要位于内核源代码中的 `scripts/kconfig/` 下。从 `scripts/kconfig/Makefile` 中可以看到，这里有几个主程序，包括 `conf`、`mconf` 和 `nconf`。除了 `conf` 之外，每个都负责一个基于 GUI 的配置目标，因此，`conf` 处理大多数。
我认为 `menuconfig` 是这些目标中最受欢迎的。这些目标由不同的<ruby>主程序<rt>host program</rt></ruby>处理，这些程序由内核提供并在内核构建期间构建。一些目标有 GUI（为了方便用户），而大多数没有。与 Kconfig 相关的工具和源代码主要位于内核源代码中的 `scripts/kconfig/` 下。从 `scripts/kconfig/Makefile` 中可以看到，这里有几个主程序，包括 `conf`、`mconf` 和 `nconf`。除了 `conf` 之外，每个都负责一个基于 GUI 的配置目标，因此，`conf` 处理大多数目标。
从逻辑上讲，Kconfig 的基础结构有两部分：一部分实现一种[新语言][1]来定义配置项（参见内核源代码下的 Kconfig 文件），另一部分解析 Kconfig 语言并处理配置操作。
@ -47,20 +47,18 @@
请注意，所有配置项都具有默认值。
第一步读取源根目录下的 Kconfig 文件，构建初始配置数据库；然后它根据此优先级读取现有配置文件来更新初始数据库：
第一步读取源代码根目录下的 Kconfig 文件，构建初始配置数据库；然后它根据如下优先级读取现有配置文件来更新初始数据库：
```
.config
/lib/modules/$(shell,uname -r)/.config
/etc/kernel-config
/boot/config-$(shell,uname -r)
ARCH_DEFCONFIG
arch/$(ARCH)/defconfig
```
1. `.config`
2. `/lib/modules/$(shell,uname -r)/.config`
3. `/etc/kernel-config`
4. `/boot/config-$(shell,uname -r)`
5. `ARCH_DEFCONFIG`
6. `arch/$(ARCH)/defconfig`
如果你通过 `menuconfig` 进行基于 GUI 的配置或通过 `oldconfig` 进行基于命令行的配置，则根据你的自定义更新数据库。最后，配置数据库被转储到 `.config` 文件中。
如果你通过 `menuconfig` 进行基于 GUI 的配置或通过 `oldconfig` 进行基于命令行的配置，则根据你的自定义更新数据库。最后，该配置数据库被转储到 `.config` 文件中。
但 `.config` 文件不是内核构建的最终素材；这就是 `syncconfig` 目标存在的原因。`syncconfig`曾经是一个名为 `silentoldconfig` 的配置目标，但它没有做到其旧名称所说的工作，所以它被重命名。此外，因为它是供内部使用（不适用于用户），所以它已从上述列表中删除。
但 `.config` 文件不是内核构建的最终素材；这就是 `syncconfig` 目标存在的原因。`syncconfig`曾经是一个名为 `silentoldconfig` 的配置目标，但它没有做到其旧名称所说的工作，所以它被重命名。此外，因为它是供内部使用的（不适用于用户），所以它已从上述列表中删除。
以下是 `syncconfig` 的作用：
@ -68,19 +66,15 @@ arch/$(ARCH)/defconfig
`syncconfig` 将 `.config` 作为输入并输出许多其他文件，这些文件分为三类：
* `auto.conf` ＆ `tristate.conf` 用于 makefile 文本处理。例如，你可以在组件的 makefile 中看到这样的语句：
```
obj-$(CONFIG_GENERIC_CALIBRATE_DELAY) += calibrate.o
```
* `auto.conf` ＆ `tristate.conf` 用于 makefile 文本处理。例如，你可以在组件的 makefile 中看到这样的语句：`obj-$(CONFIG_GENERIC_CALIBRATE_DELAY) += calibrate.o`。
* `autoconf.h` 用于 C 语言的源文件。
* `include/config/` 下空的头文件用于 kbuild 期间的配置依赖性跟踪，如下所述。
* `include/config/` 下空的头文件用于 kbuild 期间的配置依赖性跟踪。下面会解释。
配置完成后，我们将知道哪些文件和代码片段未编译。
### kbuild
组件式构建，称为*递归 make*，是 GNU `make` 管理大型项目的常用方法。Kbuild 是递归 make 的一个很好的例子。通过将源文件划分为不同的模块/组件，每个组件都由其自己的 makefile 管理。当你开始构建时，顶级 makefile 以正确的顺序调用每个组件的 makefile、构建组件，并将它们收集到最终的执行程序中。
组件式构建，称为*递归 make*，是 GNU `make` 管理大型项目的常用方法。kbuild 是递归 make 的一个很好的例子。通过将源文件划分为不同的模块/组件，每个组件都由其自己的 makefile 管理。当你开始构建时，顶级 makefile 以正确的顺序调用每个组件的 makefile、构建组件，并将它们收集到最终的执行程序中。
kbuild 指向到不同类型的 makefile：
@ -90,14 +84,13 @@ kbuild 指向到不同类型的 makefile：
* `scripts/Makefile.*` 描述所有的 kbuild makefile 的通用规则。
* 最后，大约有 500 个 kbuild makefile。
顶级 makefile 会包含架构 makefile，读取 `.config` 文件，下到子目录，在 `scripts/ Makefile.*` 中定义的例程的帮助下，在每个组件的 makefile 上调用`make`，构建每个中间对象，并将所有的中间对象链接为 `vmlinux`。内核文档 [Documentation/kbuild/makefiles.txt][2] 描述了这些 makefile 的方方面面。
顶级 makefile 会将架构 makefile 包含进去，读取 `.config` 文件，下到子目录，在 `scripts/ Makefile.*` 中定义的例程的帮助下，在每个组件的 makefile 上调用 `make`，构建每个中间对象，并将所有的中间对象链接为 `vmlinux`。内核文档 [Documentation/kbuild/makefiles.txt][2] 描述了这些 makefile 的方方面面。
作为一个例子，让我们看看如何在 x86-64 上生成 `vmlinux`：
![vmlinux overview][4]
（插图基于 Richard Y. Steven 的[博客][5]。有过更新，并在作者允许的情况下使用。）
（此插图基于 Richard Y. Steven 的[博客][5]。有过更新，并在作者允许的情况下使用。）
进入 `vmlinux` 的所有 `.o` 文件首先进入它们自己的 `built-in.a`，它通过变量`KBUILD_VMLINUX_INIT`、`KBUILD_VMLINUX_MAIN`、`KBUILD_VMLINUX_LIBS` 表示，然后被收集到 `vmlinux` 文件中。
@ -149,13 +142,11 @@ $(vmlinux-dirs):
递归 make 的<ruby>配方<rt>recipe</rt></ruby>被扩展开是这样的：
The recursive make recipe is expanded, for example:
```
make -f scripts/Makefile.build obj=init need-builtin=1
```
这意味着 `make` 将进入 `scripts/Makefile.build` 以继续构建每个 `built-in.a` 的工作。在`scripts/link-vmlinux.sh` 的帮助下，`vmlinux` 文件最终位于源根目录下。
这意味着 `make` 将进入 `scripts/Makefile.build` 以继续构建每个 `built-in.a`。在`scripts/link-vmlinux.sh` 的帮助下，`vmlinux` 文件最终位于源根目录下。
#### vmlinux 与 bzImage 对比
@ -163,7 +154,7 @@ make -f scripts/Makefile.build obj=init need-builtin=1
![](https://opensource.com/sites/default/files/uploads/vmlinux-bzimage.png)
源代码根目录下的 `vmlinux` 被剥离、压缩后，放入 `piggy.S`，然后与其他对等对象链接到 `arch/x86/boot/compressed/vmlinux`。同时，在 `arch/x86/boot` 下生成一个名为 `setup.bin` 的文件。可能有一个可选的第三个文件，它具有重定位信息，具体取决于 `CONFIG_X86_NEED_RELOCS` 的配置。
源代码根目录下的 `vmlinux` 被剥离、压缩后，放入 `piggy.S`，然后与其他对等对象链接到 `arch/x86/boot/compressed/vmlinux`。同时，在 `arch/x86/boot` 下生成一个名为 `setup.bin` 的文件。可能有一个可选的第三个文件，它带有重定位信息，具体取决于 `CONFIG_X86_NEED_RELOCS` 的配置。
由内核提供的称为 `build` 的宿主程序将这两个（或三个）部分构建到最终的 `bzImage` 文件中。
@ -211,7 +202,7 @@ init_task.o: init/init_task.c include/linux/kconfig.h \
 ...
```
然后主程序 [fixdep][6] 通过将 depfile 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：
然后主程序 [fixdep][6] 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
@ -229,13 +220,13 @@ deps_init/init_task.o := \
...
```
在递归 make 中，`.<target>.cmd` 文件将被包括，以提供所有依赖关系信息并帮助决定是否重建目标。
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 再次正在积极开发中。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。
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。
--------------------------------------------------------------------------------
@ -244,7 +235,7 @@ via: https://opensource.com/article/18/10/kbuild-and-kconfig
作者：[Cao Jin][a]
选题：[lujun9972][b]
译者：[wxy](https://github.com/wxy)
校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
校对：[wxy](https://github.com/wxy)
本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出