이전 시간까지 부트로더를 직접 컴파일하고 이를 디스크에 굽는 과정을 거쳤다면 이번에는 kernel을 직접 컴파일하고 system call을 일정 부분 수정하여 flashing 하는 과정을 거치고자 한다.
https://www.kernel.org/ 은 리눅스 커널을 배포하는 메인 사이트이다. 리눅스 커널 아카이브라고도 하며 현재 6.8.8 버전까지 배포되어 있다. 이곳에서 내려받는 커널을 vanila kernel이라고도 한다. 즉, 아무것도 없는 깨끗한 커널을 의미한다. 임베디드 리눅스의 경우 이러한 바닐라 커널을 임베디드 시스템에 맞게 cpu fetch,board fetch등의 과정을 거치고 사용하는 커널이다. 우분투 리눅스에서 사용하는 커널을 확인하고 싶은 경우 uname -a 명령어를 입력하면 현재 사용 중인 커널의 버전 정보를 확인할 수 있다. 우분투 리눅스에서 커널을 vmlinuz로 지칭한다. 이를 지속적으로 업데이트하고 여러 종류의 커널을 관리하며 새로운 기능을 활용해 보는 것도 좋은 리눅스 공부 방법이다.
우선 중간고사 시험에서 삭제하였던 work 디렉토리를 다시 만들어 준다. 그리고 이후 그 안에 kernel 디렉토리를 생성해준다.
해당 위치에 4412tku_linux_kernel.tgz에 해당하는 커널 소스의 압축 파일을 해제하여 준다.
커널 소스의 버전을 확인하기 위해 kernel_4412 디렉토리 위치 내에서 vi Makefile 명령어를 입력한다.
arch/arm라는 디렉토리에 들어가면 cpu 제조사 별로 fetch된 코드를 확인할 수 있다. kernel 디렉토리에 들어가면 커널의 메인 코드들을 확인할 수 있다. 이 외에도 커널의 메인 기능 4가지에 해당하는 process management, memory management, network, file system 와 관련된 코드들이 존재하는 것을 확인할 수 있다. process mangement와 memory management는 cpu에 종속적인 코드와 독립적인 코드로 나뉘어져 있다.
우선 vi Makefile을 통해 makefile의 크로스 컴파일러 위치를 재지정 해준다. vi 에디터에서 찾기 명령어는 /이다. 따라서 크로스 컴파일러의 내용을 찾기 위해 명령 모드에서 /CROSS를 입력해 준다. 다음 것을 찾고 싶다면 n을 입력하여 이동한다.
변경하고자 하는 위치를 발견하면 해당 내용의 디렉토리 위치를 /opt/class/embedded_linux/toolchain/CodeSourcery/(이하동일)으로 변경하여 준다. 줄 마지막에 공백이 포함되지 않도록 조심한다.
다음과 같이 ls -al 명령어를 입력해보면 컴파일 되었던 흔적(.obj 등)을 확인할 수 있다. 따라서 정상적인 진행을 위해 kernel을 초기화 해준다.
kernel 초기화는 컴파일 흔적과 더불어 스크립트 환경까지 초기화 해 주는 make distclean를 통해 진행해야 한다. make clean이 컴파일한 흔적을 정리해주는 명령어라면 make mrproper는 스크립트 환경을 정리해주는 명령어이다. 그리고 둘 모두 정리해 주는 명령어는 make distclean이다.
kernel compile에 들어가기 위해서는 많은 소스코드 중 컴파일할 코드와 하지 않을 코드를 지정해줘야 한다. 이 설정을 kernel에서는 전통적으로 make menuconfig 명령어를 통해 설정한다.
명령어를 실행해 보면 다음과 같이 ncurses libraries가 필요하다는 에러 메시지가 출력되고 이에 따라 sudo apt install libncurses5-dev를 입력하여 필요한 라이브러리를 다운 받아준다.
이후 다시 make menuconfig 명령어를 실행해 보면 다음과 같은 kernel configuration 창을 확인할 수 있다.
필요한 설정을 마쳤다 가정하고 exit을 진행하면 다음과 같이 .config 내용을 저장하겠냐는 문구와 함께 종료 이후 .config 파일이 생성된 것을 확인할 수 있다.
다만 해당 .config 파일은 현재 시스템과 관련된 설정이 포함되어있지 않기 때문에 해당 파일로 컴파일을 진행할 수는 없다. 따라서 보통은 칩 제조사에서 소스코드와 함께 설정 파일을 함께 제공하며 이 파일이 여기서는 h4412_linux_config이다. 원래는 해당 파일을 .config 파일로 변경해주어야 하지만 arch/arm/configs/ 디렉토리에 해당 파일을 복사해 주면 플랫폼에 맞게 .config가 자동으로 변경된다.
hybus_smdk4412_linux_defconfig가 생성된 것을 확인할 수 있다.
해당 설정 파일을 읽어와서 .config 파일을 생성하는 방법은 make 설정파일 이름이 된다.
diff 명령어를 통해 두 파일이 같은 파일임을 확인할 수 있다.
make menuconfig를 통해 .config파일 생성과 수정을 마쳤다면 make zImage 명령어를 통해 컴파일을 진행한다.
진행 도중 kernel/timeconst.pl 파일의 373번 라인 위치에서 에러가 발생했다는 메시지를 확인할 수 있다.
kernel 디렉토리의 위치에서 vi 에디터를 통해 timeconst.pl 파일을 수정한다. 에러 메시지에 따라 373라인으로 이동한다. :373 명령어를 입력하면 373라인으로 바로 이동한다. 참고로 :1이면 첫 줄로 이동하고 :$이면 마지막 줄로 이동한다.
에러 메시지에 따라 defined를 사용하지 않고 코드를 수정해 준다. 원래 거는 코멘트로 바꿔준다.
컴파일 중간에 문제가 발생했기 때문에 make clean을 통해 컴파일한 오브젝트 파일들만 정리해준다. 그리고 다시 make zImage 명령어로 컴파일을 진행한다.
다음과 같이 arch/arm/boot 위치에 zImage가 생성이 되었으면 정상적으로 컴파일이 된 것이다.
target과 host 모두에서 fastboot를 정상 연결하고 fastboot flash kernel zImage를 통해서 새롭게 컴파일한 kernel을 flashing한다.
다음과 같이 프롬프트에 정상적으로 flash된 것을 확인한다.
