Linux 커널, Busybox 빌드 후 QEMU에서 실행하기(2/2)

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kernel buildroot busybox

지난 번 포스팅에서는 단순하기 initramfs 램디스크를 만들어 busybox에 올리는 방법을 기술했었다. 그러면서 램디스크가 무엇인지 busybox는 무엇인지, 그리고 대략적인 빌드 디렉토리 구조를 파악할 수 있었던 기회였다.

두 번째 포스팅에서는 직접 busybox를 빌드하지 않고 crosstool-ng라는 크로스 컴파일러 생성 스크립트 도구와 buildroot라는 Makefile 패키지를 이용하여 램디스크를 만드는 방법에 대해 기술하겠다.

Crosstool-ng 이용하여 크로스 컴파일러 만들기

crosstool-ng는 미리 설정된 config를 이용해 손쉽게 크로스 컴파일러를 만들 수 있는 패키지이다. 이를 어떻게 이용하는지 자세히 설명하겠다.

먼저 crosstool-ng를 받는다. 이 때, 깃허브에 있는 경로를 이용해 직접 받아쓰는 경우가 있을텐데 만약, 받아쓰는 경우라면 반드시 릴리즈 버전으로 checkout해서 사용해야 한다. master로 그냥 받아서 사용하면 이상한데서 고생하게 된다. git을 사용하지 않는 경우는 여기를 통해 홈페이지에서 직접 받아서 사용할 수 있다.

$ git clone https://github.com/crosstool-ng/crosstool-ng $ git fetch –all $ git checkout tags/crosstool-ng-1.24.0-rc3

압축을 푼 후 내부에서 아래와 갈이 설정해준다.

$ ./configure –local $ make $ make install

이제 크로스컴파일러를 만들어보자. 컴파일러 생성을 위해 필요한 패키지(binutls, glibc, gcc, mpc, flex..등등)들을 자동으로 다운로드하고 빌드한다. 예전 LFS(Linux from scratch)에서 이 방법을 썼다면 정말로 편하게 작업할 수 있었을텐데 하는 아쉬움이 남는 순간이었다.

아래와 같이 list-samples 옵션을 주어 실행하면 사용 가능한 샘플 목록들이 출력된다. 여기에 없다면 앞으로 수행할 menuconfig에서 필요한 설정들을 직접 해주어야 한다.

root@19893213a218:~/Workspaces/crosstool-ng# ./ct-ng list-samples Status Sample name (생략) … [L…] x86_64-multilib-linux-gnu [L..X] x86_64-multilib-linux-musl [L…] x86_64-multilib-linux-uclibc [L..X] x86_64-w64-mingw32,x86_64-pc-linux-gnu [L…] x86_64-ubuntu12.04-linux-gnu [L…] x86_64-ubuntu14.04-linux-gnu [L…] x86_64-ubuntu16.04-linux-gnu [L…] x86_64-unknown-linux-gnu [L…] x86_64-unknown-linux-uclibc [L..X] x86_64-w64-mingw32 [L..X] xtensa-fsf-elf [L…] xtensa-fsf-linux-uclibc

L (Local) : sample was found in current directory G (Global) : sample was installed with crosstool-NG X (EXPERIMENTAL): sample may use EXPERIMENTAL features B (BROKEN) : sample is currently broken O (OBSOLETE) : sample needs to be upgraded

커널 해킹을 위한 것이지만 임베디드용 커널을 살펴볼 것은 아니기 때문에 필자는 x86_64-unknown-linux-gnu를 선택하였다.

$ ./ct-ng x86_64-unknown-linux-gnu $ ./ct-ng menuconfig # 옵션을 추가로 선택할 경우 $ ./ct-ng build

BuildRoot 이용하여 rootfs 만들기

앞서 빌드한 크로스 컴파일러들을 /opt/crosstool/x86_64-unknown-linux-gnu 경로에 설치했다고 가정하고 buildroot를 이용하여 이미지 파일을 생성한다. buildroot 를 이용할 경우 크로스컴파일러를 이용해 컴파일한 응용 프로그램과 커널 모듈을 함께 빌드하여 추가할 수 있기 때문에 용이하다.

$ export BUILDROOT=$OPT/buildroot $ export BUILDROOT_BUILD=$BUILDS/buildroot $ mkdir -p $BUILDROOT_BUILD $ cd $BUILDROOT_BUILD $ touch Config.in external.mk $ echo ‘name: mini_linux’ > external.desc $ echo ‘desc: minimal linux system with buildroot’ » external.desc $ mkdir configs overlay $ cd $BUILDROOT $ make O=$BUILDROOT_BUILD BR2_EXTERNAL=$BUILDROOT_BUILD qemu_x86_64_defconfig $ cd $BUILDROOT_BUILD $ make menuconfig

이 후, 아래와 같이 설정해준다. 이 때 중요한 것은 System configuration ---> Network interface to configure through DHCP 부분을 빈칸으로 해줘야한다는 점이다. 기본값이 eth0으로 되어있을텐데, init 스크립트에서 해당 인터페이스가 로드될 때까지 기다리며 없을 경우에는 셸이 실행되지 않게된다.

Build options ---> Location to save buildroot config ---> $(BR2_EXTERNAL)/configs/mini_linux_defconfig
Build options ---> Download dir ---> /some/where/buildroot_dl
Build options ---> Number of jobs to run simultaneously (0 for auto) ---> 8
Build options ---> Enable compiler cache ---> yes
Build options ---> Compiler cache location ---> /some/where/buildroot_ccache
Toolchain ---> Toolchain type ---> External toolchain
Toolchain ---> Toolchain ---> Custom toolchain
Toolchain ---> Toolchain origin ---> Pre-installed toolchain
Toolchain ---> Toolchain path ---> /opt/toolchains/x86_64-unknown-linux-gnu
Toolchain ---> Toolchain prefix ---> x86_64-unknown-linux-gnu
Toolchain ---> External toolchain gcc version ---> 5.x
Toolchain ---> External toolchain kernel headers series ---> 4.3.x
Toolchain ---> External toolchain C library ---> glibc/eglibc
Toolchain ---> Toolchain has C++ support? ---> yes
System configuration ---> System hostname ---> mini_linux
System configuration ---> System banner ---> Welcome to mini_linux
System configuration ---> Run a getty (login prompt) after boot ---> TTY port ---> ttyS0
System configuration ---> Network interface to configure through DHCP --->
System configuration ---> Root filesystem overlay directories ---> $(BR2_EXTERNAL)/overlay
Kernel ---> Linux Kernel ---> no
Filesystem images ---> cpio the root filesystem (for use as an initial RAM filesystem) ---> yes
Filesystem images ---> Compression method ---> gzip

아래와 같이 설정 저장 후 init 스크립트를 추가해준뒤 빌드한다.

$ make savedefconfig
$ vim $BUILDROOT_BUILD/overlay/init

#!/bin/sh
/bin/mount -t devtmpfs devtmpfs /dev
/bin/mount -t proc none /proc
/bin/mount -t sysfs none /sys
exec 0</dev/console
exec 1>/dev/console
exec 2>/dev/console
cat <<!


Boot took $(cut -d' ' -f1 /proc/uptime) seconds
!
exec /bin/sh


# vim 종료 후 스크립트에 권한 부여
$ chmod +x overlay/init
$ make

이제 qemu를 통해 실행시켜보면 정상적으로 실행되는 것을 확인할 수 있다.

qemu-system-x86_64 -kernel $LINUX_BUILD/arch/x86_64/boot/bzImage \
  -initrd $BUILDROOT_BUILD/images/rootfs.cpio.gz -nographic \
  -append "console=ttyS0"

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