使用Clion 阅读/修改/注释 Linux 内核源码

时间:2024-10-13 20:11:28

前言

其实,bootlin就是一个听不错的阅读源码的工具了,可以非常方便的帮我们查阅函数、宏的定义、引用等等。而且是基于浏览器,对我们本机的配置没有什么过高的要求。

但是如果想要做一些注释,修改,那我们就要将源码下载到本地了,这个时候我们可能就需要其他的工具了。

Clion我最熟悉的C/C++ IDE,我非常喜欢Jetbrains家族的IDE,因此使用Clion来阅读/注释/修改源码,就成了我的首选,很可惜的是,Linux kernel是通过Makefile进行构建的,然后Clion是用的是CMake,因此如果我们想要借助Clion来阅读源码,就需要生成Linux kernel的Cmake文件!

目前来看,可以成功的实现使用Clion来阅读/注释/修改源码,但是不能成功的进行编译,因此编译还得用make,不过这个无伤大雅!

配置要求

Clion需要大量的缓存内核文件,因此我们必须保证本机有足够的内存,并调高Clion的堆内存配置,本机至少要有8G内存,Clion堆内存至少调整到4G以上。配置方法:

点击CLion的状态栏上的"Help->Change Memory Settings",然后修改"MAX Heap Size",如下图所示,我将其调整到了8G,我本机有24G。然后重启配置生效!

源码准备

安装编译必须的工具

sudo apt update && sudo apt upgrade
sudo apt-get install git fakeroot build-essential ncurses-dev xz-utils libssl-dev bc flex libelf-dev bison
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下载源码,最好到The Linux Kernel Archives下载源码的压缩包,然后再解压!

tar -zxf linux-5.14.
cd linux-5.14.2
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使用本机的配置文件来配置内核

cp /boot/config-$(uname -r) .config
make menuconfig
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上述过程其实就是编译内核的步骤。

注意:
直接使用ubuntu的.config在编译时可能遇到如下的错误:

make[1]: *** No rule to make target 'debian/certs/benh@', needed by 'certs/x509_certificate_list'
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此时需要编辑一下.config,将CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS置为空:

CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS = ""
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生成

安装bear工具,bear可以根据追踪make编译的过程,生成compile_commands.json文件,然后我们在通过其他工具通过compile_commands.json最终生成

sudo apt-get install bear
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使用bear,make编译内核。最新的bear应该需要在bear和make之间加上"–"。make的"-j12"表示启用12个线程同时编译,这取决你本机的core数,这个过程需要很久!

bear make  -j12
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2020年 9月21日更新
之前我一直使用 make -j12来编译内核,在我这台拥有12个core的机器上,编译时间也长达30分钟,直到前几天我才发现,这样其实是非常蠢的,因为make -j12其实默认编译了所有的内容,但是如果我们仅仅编译内核,只需要编译vmlinux即可,后面为了使用qemu来调试,在加上bzImage就行了,即make -j12 vmlinux bzImage,这样一来,编译的时间只需要不到5分钟,最终生成Cmakea文件也只有5MB左右,这样Clion就可以无需那么高的内存配置了!

克隆kernel-grok项目

cd ~
git clone /habemus-papadum/kernel-grok
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回到内核目录,生成

cd linux-5.14.2
~/kernel-grok/generate_cmake  ## creates 
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修改

这个时候需要我们手动添加一些参数配置

在文件的最开头添加以下内容:

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.8)
project(kernel)

set(SYSROOT sysroot)
SET(CMAKE_C_COMPILER "gcc")
set(CMAKE_C_STANDARD 90)
set(CMAKE_C_FLAGS  ${CMAKE_C_FLAGS} " --sysroot=${SYSROOT}" )

include_directories("include")
include_directories("include/uapi")
include_directories("arch/x86/include")
include_directories("arch/x86/include/uapi")
include_directories("arch/x86/include/generated")
include_directories("arch/x86/include/generated/uapi")

add_definitions(-D__KERNEL__)
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添加内容主要包括:

  1. 修改sysroot,这需要首先在的同目录下创建一个名为sysroot的空目录,然后设置编译参数"–sysroot=${SYSROOT}",这是因为sysroot其实是C标准头文件的位置,显然内核是不需要这些东西的,他们存在反而会干扰clion寻找正确头的文件,产生一下不必要得冲突
  2. 添加头文件路径,如果不进行这一步,那么clion将会出现大量的错误,提示找不到头文件或者变量、常量、函数等。具体添加的内容是我反复测试过的,添加这些内容后基本上保证头文件寻找正确,其中后四个是与架构相关的,x84_64可放心使用
  3. 使用C90的C语言标准,一开始我使用的是Clion的默认C标准,一直没有出过问题,但是昨天一下子就出现大量报错,不排除是因为我升级了最新的Clion 2021.2.2 ,最终加上了set(CMAKE_C_STANDARD 90)才恢复正常

启动CLion

点击状态栏"File->Open",然后选中我们创建的,确定后选择"Open as Project"

然后Clion会自动加载Cmake,目前最终会加载失败,因为这个方法并不能用来编译内核!

这时候查看内核源码,正常是没有任何红色报错信息,可以正常的进行跳转和自动补全

问题

除去不能编译外,还有一个问题,那就是编译选项的宏定义,显示不正常:

上面是task_struct中的一段代码,clion的代码显示表明找不到CONFIG_MEMCG,因此也就没有定义memcg_data,但是按住Ctrl是可以跳转到CONFIG_MEMCG的定义的,就在include/generated/中,这个很奇怪!