英戈·莫爾納， 著名的 Linux 內核開發人員和 CFS 任務計劃程序的作者 為 Linux 內核開發郵件列表討論提出了一些補丁，這些補丁影響了內核源代碼中一半以上的文件，並根據配置提供了 50 -80% 的整體內核重建速度提升。
實施的優化 值得注意的是，它與添加最大的變更集有關 在內核開發的歷史上：他們開始一次包含 2297 個補丁，更改了超過 25 個文件。
性能提升 是通過改變頭文件處理方式來實現的. 需要注意的是，在內核發展的三十年中，由於文件之間存在大量的交叉依賴，頭文件的狀態已經呈現出慘淡的態勢。
頭文件的重組耗時一年多， 需要對層次結構和依賴關係進行重大重新設計. 在重組期間，我們將不同內核子系統的類型定義和 API 分開。
我很高興地宣布我自 2020 年底以來一直在從事的新“Fast Kernel Headers”項目的第一個公開版本，這是對 Linux 內核頭層次結構和頭文件依賴項的全面改造，具有雙重目標：
- 加速內核構建（絕對和增量構建時間）
– 子系統類型和 API 定義相互解耦
正如大多數內核開發人員所知，Linux 內核中有大約 10,000 個主要的 .h 頭文件，位於 include / 和 arch/*/include/ 層次結構中。 在過去的 30 多年裡，它們已經演變成一組複雜而痛苦的交叉依賴，我們親切地稱之為“依賴地獄”。
所做的更改包括： 將高級頭文件相互分離， 排除鏈接頭文件的內聯函數，映射類型和 API 的頭文件，提供一組單獨的頭文件（大約 80 個文件具有乾擾彙編的間接依賴關係，通過其他文件頭文件暴露），自動添加依賴關係到“.h”和“.c”文件，逐步優化頭文件，使用“CONFIG_KALLSYMS_FAST = y”模式，選擇性地將C文件合併到彙編塊中以減少目標文件的數量。
結果， 所做的工作允許減少已處理的頭文件的大小在後預處理階段提高了 1-2 個數量級。
- 比如優化前，使用頭文件“linux/gfp.h”導致增加了13543行代碼，包含了303個依賴頭文件，優化後大小減少到181行，依賴文件26個。
- 再比如：預處理未打補丁的“kernel/pid.c”文件，連接了94行代碼，其中大部分沒有在pid.c中使用。 拆分頭文件使我們可以將處理的代碼量減少三倍，將處理的行數減少到 36。
當在測試系統上使用“make -j96 vmlinux”命令完全重建內核時，補丁顯示 v5.16-rc7 分支的編譯時間從 231,34 減少到 129,97，15,5 秒（從 27,7 到 XNUMX 次構建）小時）並且還提高了構建過程中 CPU 核心的使用效率。
使用增量構建，優化效果更加明顯：更改頭文件後重新構建內核的時間顯著減少（從 112% 減少到 173%，具體取決於更改的頭文件）。
優化目前僅適用於 ARM64、MIPS、Sparc 和 x86（32 位和 64 位）架構。
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