Cross-compiling a kernel module
在 ch4 時，我們 compile 了一個 kernel module, 這次則是要 cross-compile 一個 kernel module
Attempt 1 – setting the “special” environment variables
先試著設定 ARCH 與 CROSS_COMPILE
cd ~/Linux-Kernel-Programming/ch5/cross
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
但這個嘗試失敗了，這是因為在這個例子中，是因為 Makefile 會去找目前這台電腦的 Kernel source，因此要來對 Makefile 做下列的修改
ifeq ($(ARCH),arm)
# *UPDATE* 'KDIR' below to point to the ARM Linux kernel source tree on your box
KDIR ?= /home/user/rpi_work/kernel_rpi/linux
else ifeq ($(ARCH),arm64)
# *UPDATE* 'KDIR' below to point to the ARM64 (Aarch64) Linux kernel source
# tree on your box
KDIR ?= /home/user/rpi_work/kernel_rpi/linux
else ifeq ($(ARCH),powerpc)
# *UPDATE* 'KDIR' below to point to the PPC64 Linux kernel source tree on your box
KDIR ?= ~/kernel/linux-4.9.1
else
# 'KDIR' is the Linux 'kernel headers' package on your host system; this is
# usually an x86_64, but could be anything, really (f.e. building directly
# on a Raspberry Pi implies that it's the host)
KDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
這裡主要是把 kernel source 的路徑改為正確的 /home/user/rpi_work/kernel_rpi/linux
Attempt 2 – pointing the Makefile to the correct kernel source tree for the target
修正路徑之後，再一次嘗試 cross compile
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
這是因為現在的 rpi_work/kernel_rpi 還是一個 “virgin” state, 它還沒有獲得一個 .config 的設定檔
cd ~/rpi_work/kernel_rpi/linux
- 書上用的是
bcmrpi_defconfig但我用的是 64-bit 的 raspberry pi 4 所以要用bcm2711_defconfig
make ARCH=arm64 bcm2711_defconfig
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- oldconfig
到了這裡，已經產生出一個 .config 了
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- prepare
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
(這個會跑一陣子)
這個指令會產生出以下的檔案
arch/arm64/boot/Image: 未壓縮的 Kernel Imagearch/arm64/boot/dts/broadcom/*.dtb: Device Tree Blobsarch/arm64/boot/dts/overlays/*.dtbo: Device Tree Overlays
這裡的流程跟 ch03 在 corss compile pi 的 kernel 時有一點類似
Attempt 3 – cross-compiling our kernel module
現在 kernel 已經 build 好了，現在就可以再重新的 build 一次
cd /home/user/Linux-Kernel-Programming/ch5/cross
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
現在 make 時，就會搭配上個步驟產生出的 .config 以及上個步驟 make 出來的東西產生出我們需要的 .ko file
現在這個 ./helloworld_lkm.ko 出現了！
接著把檔案複製到 pi 中
scp ./helloworld_lkm.ko [email protected]:/home/user
sudo insmod ./helloworld_lkm.ko
這是因為目前 pi 上跑的 kernel version 跟這個 moduel 所對應的 kernel version 不一樣
cat /proc/version
modinfo ./helloworld_lkm.ko
這讓我們學到了 module 只被允許被 insert 到它所對應的 kernel 版本，在這裡來回想一下 module 的 kernel version 跟我們現在 pi 上的 kernel version 是怎麼來的
- module 的 kernel version:
Makefile中指定 kernel source 路徑為~/rpi_work/kernel_rpi/linux- 在
~/rpi_work/kernel_rpi/linux裡我們針對這個 kernel version 做 config 以及 compile - 回到
/home/user/Linux-Kernel-Programming/ch5/cross來make出.ko時，它所搭配的 kernel version 就被前兩個步驟決定好了
- pi 上的 kernel version
- 這是單純使用 imager 工具所提供的 Pi OS 版本
Attempt 4 – cross-compiling our kernel module
為了解決 Attempt 3 所留下的問題，有兩種解決方式，要麼 module 去搭配現在 pi 上運行的 kernel version，要麼 kernel 去搭配現在要使用的 module 的版本，以現在的環境來說，後者比較方便一些
這裡基本上只需要用 ch03 的方式去更改 pi 中的 kernel version 就可以了
cat /proc/version
modinfo ./helloworld_lkm.ko
sudo insmod ./helloworld_lkm.ko
dmesg | tail -n 5
sudo rmmod helloworld_lkm 2>/dev/null
dmesg | tail -n 5
到了這裡，我們已經可以 cross compile 一個 module 到手上的 pi 上了!
Gathering minimal system information
這裡要開始蒐集一些系統上的資訊並且作為 log 輸出，書上提供範例 ch5/min_sysinfo
cd ch5/min_sysinfo
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
這裡我遇到了這個問題
user@raspberrypi:~ $ sudo insmod ./min_sysinfo.ko
insmod: ERROR: could not insert module ./min_sysinfo.ko: Unknown symbol in module
解決方式為在 Makefile 中加入
EXTRA_CFLAGS += -DDEBUG -fno-stack-protector
產生出 min_sysinfo.ko 之後，複製到 pi 上，並且在 pi 上
sudo insmod ./min_sysinfo.ko
dmesg
除了用 cross compile 的方式跑在 arm64 上，這個 min_sysinfo.c 也可以為了 x86 編譯
這個範例主要顯現了同一個 .c file 可以經由編譯程序上的調整達到 portability
Being a bit more security-aware
Emulating “library-like” features for kernel modules
實際上不是 Library，但是有一些技巧可以做到 Library-like 的事情