内核构建缓存/不确定性

Question

我运行一个 CI 服务器，用于构建自定义 linux 内核。 CI 服务器并不强大，每次构建的时间限制为 3 小时。为了在这个限制内工作，我想到了使用 ccache 缓存内核构建。我希望我可以在每个次要版本发布时创建一个缓存，并将其重用于补丁版本，例如我有一个为 4.18 制作的缓存，我想将其用于所有 4.18.x 内核。

删除构建时间戳后，这对于我正在构建的确切内核版本非常有用。对于上面提到的 4.18 内核，在 CI 上构建它会给出以下统计信息：

$ ccache -s
cache directory                     
primary config                      
secondary config      (readonly)    /etc/ccache.conf
stats zero time                     Thu Aug 16 14:36:22 2018
cache hit (direct)                 17812
cache hit (preprocessed)              38
cache miss                             0
cache hit rate                    100.00 %
called for link                        3
called for preprocessing           29039
unsupported code directive             4
no input file                       2207
cleanups performed                     0
files in cache                     53652
cache size                           1.4 GB
max cache size                       5.0 GB

100% 的缓存命中率和一个小时完成构建，出色的统计数据和预期的一样。

不幸的是，当我尝试构建 4.18.1 时，我得到了

cache directory                     
primary config                      
secondary config      (readonly)    /etc/ccache.conf
stats zero time                     Thu Aug 16 10:36:22 2018
cache hit (direct)                     0
cache hit (preprocessed)             233
cache miss                         17658
cache hit rate                      1.30 %
called for link                        3
called for preprocessing           29039
unsupported code directive             4
no input file                       2207
cleanups performed                     0
files in cache                     90418
cache size                           2.4 GB
max cache size                       5.0 GB

这是 1.30% 的命中率，而构建时间反映了这种糟糕的性能。即仅从单个补丁版本更改。

我预计缓存性能会随着时间的推移而下降，但不会降到这个程度，所以我唯一的想法是，除了时间戳之外，还有更多的不确定性。例如，大多数/所有源文件是否包含完整的内核版本字符串？我的理解是，这样的事情会完全破坏缓存。有没有办法让缓存按我的意愿工作，还是不可能？

Answer 1

有include/generated/uapi/linux/version.h 标头（在Makefile 顶部生成https://elixir.bootlin.com/linux/v4.16.18/source/Makefile）

其中包括确切的内核版本作为宏：

version_h := include/generated/uapi/linux/version.h
old_version_h := include/linux/version.h

define filechk_version.h
    (echo \#define LINUX_VERSION_CODE $(shell                         \
    expr $(VERSION) \* 65536 + 0$(PATCHLEVEL) \* 256 + 0$(SUBLEVEL)); \
    echo '#define KERNEL_VERSION(a,b,c) (((a) << 16) + ((b) << 8) + (c))';)
endef

$(version_h): $(srctree)/Makefile FORCE
    $(call filechk,version.h)
    $(Q)rm -f $(old_version_h)

因此，linux 4.16.18 的 version.h 将生成为 (266258 is (4

#define LINUX_VERSION_CODE 266258
#define KERNEL_VERSION(a,b,c) (((a) << 16) + ((b) << 8) + (c))

稍后，例如在模块构建中，应该可以读取 LINUX_VERSION_CODE 宏值https://www.tldp.org/LDP/lkmpg/2.4/html/lkmpg.html（4.1.6. 为多个内核版本编写模块）

比较宏LINUX_VERSION_CODE 和宏KERNEL_VERSION 的方法。在内核的a.b.c 版本中，此宏的值将是2^{16}a+2^{8}b+c。请注意，此宏不是为内核 2.0.35 及更早版本定义的，因此如果您想编写支持真正旧内核的模块

version.h 是如何包含的？示例模块包括<linux/kernel.h><linux/module.h> 和<linux/modversions.h>，其中一个文件可能间接包括全局version.h。大多数甚至所有内核源代码都将包含 version.h。

比较您的构建时间戳时，可能会重新生成 version.h 并禁用 ccache。当忽略时间戳时，LINUX_VERSION_CODE 仅在完全相同的 linux 内核版本中相同，并且在下一个补丁级别更改。

更新：检查一些内核对象编译的gcc -H输出，会有另一个带有完整内核版本宏定义的头文件。例如：include/generated/utsrelease.h（UTS_RELEASE 宏）、include/generated/autoconf.h（CONFIG_VERSION_SIGNATURE）。

或者甚至对两个补丁级别之间的相同内核对象编译进行gcc -E 预处理并比较生成的文本。使用最简单的 linux 模块，我在 gcc 命令行中直接有 -include ./include/linux/kconfig.h，它包括 include/generated/autoconf.h（但这在 -H 输出中不可见，是 gcc 的错误还是功能？）。

https://patchwork.kernel.org/patch/9326051/

...因为顶级 Makefile 强制将其包含在：

-include $(srctree)/include/linux/kconfig.h

确实如此：https://elixir.bootlin.com/linux/v4.16.18/source/Makefile

# Use USERINCLUDE when you must reference the UAPI directories only.
USERINCLUDE    := \
        -I$(srctree)/arch/$(SRCARCH)/include/uapi \
        -I$(objtree)/arch/$(SRCARCH)/include/generated/uapi \
        -I$(srctree)/include/uapi \
        -I$(objtree)/include/generated/uapi \
                -include $(srctree)/include/linux/kconfig.h

# Use LINUXINCLUDE when you must reference the include/ directory.
# Needed to be compatible with the O= option
LINUXINCLUDE    := \
        -I$(srctree)/arch/$(SRCARCH)/include \
        -I$(objtree)/arch/$(SRCARCH)/include/generated \
        $(if $(KBUILD_SRC), -I$(srctree)/include) \
        -I$(objtree)/include \
        $(USERINCLUDE)

LINUXINCLUDE 导出到 env 并在 source/scripts/Makefile.lib 中用于定义编译器标志 https://elixir.bootlin.com/linux/v4.16.18/source/scripts/Makefile.lib

  c_flags        = -Wp,-MD,$(depfile) $(NOSTDINC_FLAGS) $(LINUXINCLUDE)