macbook pro m1 에서 리눅스 커널 빌드해보기

최근에 스터디를 시작하게 되었다.
스터디에서 진행하는 것 중 하나는 운영체제 (aka 공룡책) 스터디이다.

이번 범위는 1~2장 이였는데
발표자료는 여기에 올려두었다.

2장 뒷 부분에는 리눅스 커널 빌드에 대해 설명하는 부분이 나온다.

linux symbol

발표용 슬라이드를 만들던 나는 이게 진짜 될까? 라는 생각이 들었었다.

thinking emoji

그래서 시도해보았다.
~~그런 짓은 하지 말아야 했는데~~

Linux 커널 빌드해보기

책에서 소개한 순서는 다음과 같았다.

http://www.kernel.org 에서 linux 소스 코드를 다운로드 한다.
“make menuconfig” 명령을 사용하여 커널을 구성한다. 이 단계는 .config 구성 파일을 생성한다.
“make” 명령을 사용하여 메인 커널을 컴파일한다. make 명령은 .config파일에서 식별된 구성 매개변수를 기반으로 커널을 컴파일하여 커널 이미지인 vmlinuz 파일을 생성한다.
“make modules” 명령을 사용하여 커널 모듈을 컴파일한다. 커널 컴파일과 마찬가지로 모듈 컴파일은 .config 파일에 지정된 구성 매개변수에 따라 다른다.
“make modules install” 명령을 사용하여 커널 모듈을 vmlinuz에 설치한다.
“make install” 명령을 입력하여 시스템에 새 커널을 설치한다.

그리고 나는 이 순서를 따라가 보고자 하였다.

주의사항

mac m1이 arm 기반이기 때문에 그 과정에서 어려울 것이라 예상은 하면서 시작하였다.
나처럼 독특한 시도를 하는 사람이 있을까 싶어 글로 정리해본다. 직접 검색해가면서 해본 결과 자료가 많지는 않았다.
나는 C에 익숙하지는 않다. 학부 1학년 때 공부했던게 전부이다. 그렇기 때문에 아래 내용들은 야매로 해결한 부분들이 있다.

1. http://www.kernel.org 에서 linux 소스 코드를 다운로드 한다.

kernel downlaod 페이지

Latest Release 가 Stable 버전을 뜻하는 것 같다.
다운로드해서 작업하기 좋은 공간에서 압축을 풀어주자.

2. “make menuconfig” 명령을 사용하여 커널을 구성한다.

여기서 부터 할 것들이 발생된다.

나는 회사에서 개발과정중에 make 명령어를 사용하고 있기 때문에 별 문제가 없을 것이라 생각하였지만 make 명령부터 문제가 발생된다.

실행시켜 보면 아래와 같은 에러가 나온다.
Makefile:15: *** GNU Make >= 3.82 is required. Your Make version is 3.81. Stop

아쉽게도 맥에 기본적으로 설치된 make와 버전이 0.01 만큼 차이가 난다.

최신 버전 make 는 brew를 통해서 받을 수 있다. 환경변수 세팅도 같이 해주자.

brew install make
export PATH="/usr/local/opt/make/libexec/gnubin:$PATH"

brew로 최신 버전을 설치한 후 버전을 확인해보면 4.x 버전대로 올라간걸 확인할 수 있다.
make version

그리고 나서 아래 항목들을 추가로 설치해준다.

brew install gcc-arm-embedded --cask
brew install cmake autoconf libtool gcc automake openssl
brew link openssl --force

설치해주지 않으면
linker error
이런 에러가 발생된다.

이것 저것 설치를 다 마치면 최종적으로 메뉴설정 페이지에 진입할 수 있다.

menuconfig

이 설정 값들에 대해서는 아는 것이 없기 때문에 기본 설정값 그대로 config 파일을 생성하였다.

3. “make” 명령을 사용하여 메인 커널을 컴파일한다

이 과정에서 상당이 오랜 시간이 걸렸다.
C에 대해 잘 모르다보니 더 힘들었던것 같다.

이 부분은 하단의 참고에 적어둔 블로그 포스트를 많이 참고했다.

fatal error: 'elf.h' file not found

mac에서는 기본적으로 elf.h 가 제공되지 않는다.

https://gist.github.com/mlafeldt/3885346
의 코드로 elf.h를 생성해주면 되는데

curl https://gist.githubusercontent.com/mlafeldt/3885346/raw/elf.h | tee /usr/local/include/elf.h

이 명령어를 치면 한 번에 생성이 된다.

그런데 문제는 왜 인지 모르겠지만 내 코드에서 header 파일을 정상적으로 불러오지 못한다는 것이였다.
(아마 gcc의 I 옵션을 제대로 활용할 줄 몰라서 그런것 같다.)

그래서 header 파일을 kernel 프로젝트 내부로 이동시켜주고
로컬 include 를 하도록 수정하였다. (braket에서 double quote 로 변경해주면 된다. 참고 : https://stackoverflow.com/a/3162067)

파일 5개 정도를 수정해주었다.

typedef redefinition with different types ('struct uuid_t' vs '__darwin_uuid_t' (aka 'unsigned char[16]'))

/* UUID types for backward compatibility, don't use in new code */
typedef struct {
        __u8 b[16];
} guid_t;

#define uuid_t compat_uuit_t

typedef struct {
        __u8 b[16];
} uuid_t;

참고한 포스트와 파일 구조도 조금 달랐고 코드에 #endif가 포함되어 있어서 어디서 if가 시작되는거지? 라는 생각을 했었는데 그냥 위와같이 처리해주니깐 문제 없이 빌드되었다.

핵심은 #define uuid_t compat_uuit_t 를 추가해주는걸로 보인다.