{"id":3974,"date":"2014-03-06T16:02:51","date_gmt":"2014-03-06T15:02:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/?p=3974"},"modified":"2014-03-06T18:27:59","modified_gmt":"2014-03-06T17:27:59","slug":"compilation-native-de-modules-kernel-sur-raspberry-pi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/2014\/03\/06\/compilation-native-de-modules-kernel-sur-raspberry-pi\/","title":{"rendered":"Compilation native de modules kernel sur Raspberry Pi"},"content":{"rendered":"

\"2014-03-06\"<\/a>On m’a demand\u00e9 \u00e0 plusieurs reprises comment compiler les modules pour le noyau du Raspberry Pi que j’ai pr\u00e9sent\u00e9 dans diff\u00e9rents articles ou ceux que je propose en illustration de mes sessions de formation. J’emploie g\u00e9n\u00e9ralement une cross-compilation<\/em>, c’est \u00e0 dire un compilateur sp\u00e9cifique install\u00e9 sur un PC pour produire du code pour le processeur \u00e0 c\u0153ur ARM du Raspberry Pi. J’ai d\u00e9j\u00e0 pr\u00e9sent\u00e9 cette solution dans plusieurs articles (par exemple celui-ci<\/a>, celui-ci<\/a> ou la s\u00e9rie d’articles<\/a> pour Linux Magazine).<\/p>\n

Il existe toutefois une autre solution plus simple : la compilation native<\/strong> en utilisant une distribution courante pour Raspberry Pi.
\n\n<\/p>\n

Probl\u00e9matique<\/h1>\n

Pour pouvoir compiler un module du noyau, il est indispensable de disposer des fichiers d’en-t\u00eate et de configuration du noyau cible. Pour une plate-forme embarqu\u00e9e, cela signifie g\u00e9n\u00e9ralement que l’on r\u00e9alise la compilation des modules suppl\u00e9mentaires sur la m\u00eame machine que celle qui a servi \u00e0 produire le noyau.<\/p>\n

Lorsque le noyau pr\u00e9compil\u00e9 est livr\u00e9 avec le mat\u00e9riel, la mise en \u0153uvre de modules personnalis\u00e9s peut devenir un v\u00e9ritable casse-t\u00eate pour l’int\u00e9grateur qui se retrouve pris en sandwich entre diff\u00e9rents fournisseurs. C’est pour cela que je pr\u00e9conise toujours d’essayer de disposer de toute la solution de compilation lors de l’industrialisation d’un syst\u00e8me embarqu\u00e9.<\/p>\n

Quand nous souhaitons compiler un nouveau module pour un noyau fourni par une distribution Linux, par exemple sur un PC, aucun souci : il suffit d’installer le package contenant les fichiers d’en-t\u00eate et de configuration n\u00e9cessaires (linux-headers<\/code> sur Debian et d\u00e9riv\u00e9s, kernel-devel<\/code> sur RedHat, etc.) et d’utiliser les outils de compilation standards.<\/p>\n

Le probl\u00e8me qui se pose avec les principales distributions pour le Raspberry Pi, notamment la Raspbian que je prendrai en exemple dans cet article, est qu’elles ne fournissent pas les packages n\u00e9cessaires \u00e0 la compilation des modules. Il est possible d’installer des packages \u00ab\u00a0alternatifs\u00a0\u00bb fournis par des sources non-officielles, mais tant qu’\u00e0 faire, autant re-g\u00e9n\u00e9rer le noyau et disposer d’un environnement de compilation de modules parfaitement sain. Cela va prendre un temps de calcul assez cons\u00e9quent (une dizaine d’heures), mais est \u00e0 la port\u00e9e de n’importe quel utilisateur du Raspberry Pi.<\/p>\n

Compilation d’un noyau pour Raspbian<\/h1>\n

J’ai t\u00e9l\u00e9charg\u00e9 la derni\u00e8re version de la distribution Raspbian<\/a> disponible \u00e0 ce jour (2014-01-07-wheezy<\/em>), mais je pense que les manipulations d\u00e9crites ci-dessous doivent \u00eatre r\u00e9alisables sur toute distribution qui propose l’ensemble des outils de compilation (make<\/code>, gcc<\/code>, etc.) natifs sur le Raspberry Pi.<\/p>\n

T\u00e9l\u00e9chargement des sources modifi\u00e9es pour Raspberry Pi<\/h2>\n

Tout d’abord, r\u00e9cup\u00e9rons les sources de Linux incluant les patches sp\u00e9cifiques pour le Raspberry. Attention, il faudra disposer d’environ 2 Go de libre sur la carte SD pour la compilation du noyau. Il peut donc \u00eatre n\u00e9cessaire de faire un peu de m\u00e9nage avant de commencer. Personnellement, j’ai retir\u00e9 les packages de l’environnement X-Window car sur mon Raspberry Pi de test, je ne me connecte qu’en liaison s\u00e9rie ou par le r\u00e9seau (avec\u00a0ssh<\/code>).<\/p>\n

Le t\u00e9l\u00e9chargement s’effectue ainsi :<\/p>\n

[~]$ git clone http:\/\/github.com\/raspberrypi\/linux rpi-kernel<\/strong>\n  [...]\n[~]$<\/pre>\n
Le transfert (1.6 Go) prend environ une heure.<\/p>\n
[~]$ cd rpi-kernel<\/strong>\n[rpi-kernel]$<\/pre>\n
Configuration du noyau<\/h2>\n
V\u00e9rifions le num\u00e9ro de version du noyau t\u00e9l\u00e9charg\u00e9.<\/p>\n
[rpi-kernel]$ head Makefile<\/strong>\nVERSION = 3\nPATCHLEVEL = 10\nSUBLEVEL = 32\n  [...]\n[rpi-kernel]$ uname -r<\/strong>\n3.10.25+\n[rpi-kernel]$<\/pre>\n
Le noyau t\u00e9l\u00e9charg\u00e9 et celui fourni par Raspbian sont tous les deux de la branche 3.10. Il est donc possible d’utiliser la configuration de notre noyau courant pour compiler le nouveau.<\/p>\n
[rpi-kernel]$ zcat \/proc\/config.gz > .\/.config<\/strong>\n[rpi-kernel]$<\/pre>\n
Une autre solution serait de prendre la configuration par d\u00e9faut pour le Raspberry Pi avec :<\/p>\n
[rpi-kernel]$ make bcmrpi_defconfig<\/strong>\n  [...]\n[rpi-kernel]$<\/pre>\n
Pour observer et ajuster \u00e9ventuellement la configuration (notamment en modifiant General Setup -> Local version<\/code> pour ajouter nos initiales), il nous faut installer le package ncurses-devel<\/em> afin de profiter des menus semi-graphiques. Toutefois, ce package porte un nom diff\u00e9rent dans les distributions Debian\/Raspbian.<\/p>\n
[rpi-kernel]$ sudo apt-get install libncurses5-dev<\/strong>\n  [...]\n[rpi-kernel]$ make menuconfig<\/strong><\/pre>\n
Compilation<\/h2>\n
La compilation n\u00e9cessite l’utilitaire bc<\/code> non install\u00e9 par d\u00e9faut sur Raspbian. Ajoutons-le :<\/p>\n
[rpi-kernel]$ sudo apt-get install bc<\/strong>\n  [...]\n[rpi-kernel]$<\/pre>\n
Une fois la configuration fignol\u00e9e, on lance la compilation.<\/p>\n
[rpi-kernel]$ make<\/strong><\/pre>\n
Comptez entre 8 et 10 heures de compilation<\/strong> en fonction de ce que vous avez ajout\u00e9 ou retir\u00e9 du noyau, ainsi que de la rapidit\u00e9 de votre carte SD…<\/p>\n
Installation<\/h2>\n
Le lendemain matin, nous finalisons l’installation.<\/p>\n
[rpi-kernel]$ sudo make modules_install<\/strong>\n  [...]<\/pre>\n
On voit alors appara\u00eetre l’arborescence \/lib\/modules\/3.10.32<\/code> contenant les modules du kernel.<\/p>\n
Puis installons le nouveau noyau en prenant garde de conserver le pr\u00e9c\u00e9dent au cas o\u00f9…<\/p>\n
[rpi-kernel]$ sudo cp \/boot\/kernel.img \/boot\/kernel.bkup<\/strong>\n[rpi-kernel]$ sudo cp arch\/arm\/boot\/zImage \/boot\/kernel.img<\/strong>\n[rpi-kernel]$ sudo reboot<\/strong><\/pre>\n
Essai de l’environnement de compilation<\/h1>\n
Apr\u00e8s avoir red\u00e9marr\u00e9, nous v\u00e9rifions que le noyau soit bien celui que nous avons g\u00e9n\u00e9r\u00e9.<\/p>\n
[rpi-kernel]$ uname -r<\/strong>\n3.10.32+\n[rpi-kernel]$<\/pre>\n
Compilation d’un module personnalis\u00e9<\/h2>\n
Copions le fichier suivant dans notre r\u00e9pertoire personnel sur le Raspberry Pi. Il s’agit d’une sorte de \u00ab\u00a0Hello World<\/em>\u00a0\u00bb pour le noyau, c’est le premier exemple que je pr\u00e9sente dans mes formations sur la programmation de drivers Linux.<\/p>\n
khello.c<\/a>:<\/strong>\n#include <linux\/module.h>\n\nstatic int __init khello_init (void)\n{\n        printk(KERN_INFO \"%s : HELLO\\n\", THIS_MODULE->name);\n        return 0; \n}\n\nstatic void __exit khello_exit (void)\n{\n        printk(KERN_INFO \"%s : BYE!\\n\", THIS_MODULE->name);\n}\n\nmodule_init(khello_init);\nmodule_exit(khello_exit);\nMODULE_LICENSE(\"GPL\");<\/pre>\n
Dans le m\u00eame r\u00e9pertoire, copions le Makefile suivant. Attention, il est important de respecter les tabulations en d\u00e9but de ligne, il faut s’assurer qu’elles ne sont pas remplac\u00e9es par des espaces.<\/p>\n
Makefile<\/a>:<\/strong>\nifneq (${KERNELRELEASE},)\n        obj-m  = khello.o\nelse\n        KERNEL_DIR ?= \/lib\/modules\/$(shell uname -r)\/build\n        MODULE_DIR := $(shell pwd)\n\n.PHONY: all\n\nall: modules\n\n.PHONY:modules\n\nmodules:\n        ${MAKE} -C ${KERNEL_DIR} SUBDIRS=${MODULE_DIR}  modules\n\nclean:\n        rm -f *.o *.ko *.mod.c .*.o .*.ko .*.mod.c .*.cmd *~\n        rm -f Module.symvers Module.markers modules.order\n        rm -rf .tmp_versions\nendif<\/pre>\n
Nous pouvons \u00e0 pr\u00e9sent compiler notre module.<\/p>\n
[~]$ make<\/strong>\nmake -C \/lib\/modules\/3.10.32-perso+\/build SUBDIRS=\/home\/pi  modules\nmake[1]: Entering directory `\/home\/pi\/rpi-kernel'\n  CC [M]  \/home\/pi\/khello.o\n  Building modules, stage 2.\n  MODPOST 1 modules\n  CC      \/home\/pi\/khello.mod.o\n  LD [M]  \/home\/pi\/khello.ko\nmake[1]: Leaving directory `\/home\/pi\/rpi-kernel'\n[~]$ ls<\/strong>\nkhello.c   khello.mod.c  khello.o  modules.order   rpi-kernel\nkhello.ko  khello.mod.o  Makefile  Module.symvers\n[~]$<\/pre>\n
Essai du module<\/h2>\n
Le module est bien pr\u00e9sent, chargeons-le:<\/p>\n
[~]$ sudo insmod khello.ko<\/strong>\n[~]$ lsmod<\/strong>\nModule                  Size  Used by\nkhello                   683  0\nsnd_bcm2835            16118  0\nsnd_soc_bcm2708_i2s     5462  0\nregmap_mmio             2778  1 snd_soc_bcm2708_i2s\nsnd_soc_core          132437  1 snd_soc_bcm2708_i2s\n  [...]\n[~]$<\/pre>\n
Le module est bien charg\u00e9 dans le kernel, v\u00e9rifions si son message d’initialisation est visible.<\/p>\n
[~]$ dmesg |tail<\/strong>\n[    3.029926] smsc95xx v1.0.4\n[    3.108995] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: register 'smsc95xx' at usb-bcm2708_usb-1.1, smsc95xx USB 2.0 Ethernet, b8:27:eb:c9:e5:8d\n[    3.953891] udevd[157]: starting version 175\n[    6.215100] bcm2708-i2s bcm2708-i2s.0: Failed to create debugfs directory\n[   11.279103] EXT4-fs (mmcblk0p2): re-mounted. Opts: (null)\n[   11.765049] EXT4-fs (mmcblk0p2): re-mounted. Opts: (null)\n[   20.017728] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: hardware isn't capable of remote wakeup\n[   21.550910] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: link up, 100Mbps, full-duplex, lpa 0x45E1\n[   24.950826] Adding 102396k swap on \/var\/swap.  Priority:-1 extents:1 across:102396k SSFS\n[ 5697.509567] khello : HELLO\n[~]$<\/pre>\n
Nous allons retirer le module de la m\u00e9moire du kernel.<\/p>\n
[~]$ sudo rmmod khello<\/strong>\npi@raspberrypi:~$ dmesg |tail<\/strong>\n[    3.108995] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: register 'smsc95xx' at usb-bcm2708_usb-1.1, smsc95xx USB 2.0 Ethernet, b8:27:eb:c9:e5:8d\n[    3.953891] udevd[157]: starting version 175\n[    6.215100] bcm2708-i2s bcm2708-i2s.0: Failed to create debugfs directory\n[   11.279103] EXT4-fs (mmcblk0p2): re-mounted. Opts: (null)\n[   11.765049] EXT4-fs (mmcblk0p2): re-mounted. Opts: (null)\n[   20.017728] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: hardware isn't capable of remote wakeup\n[   21.550910] smsc95xx 1-1.1:1.0 eth0: link up, 100Mbps, full-duplex, lpa 0x45E1\n[   24.950826] Adding 102396k swap on \/var\/swap.  Priority:-1 extents:1 across:102396k SSFS\n[ 5697.509567] khello : HELLO\n[ 5760.410545] khello : BYE!\n[~]$<\/pre>\n
Conclusion<\/h1>\n
Nous voyons qu’il est tout \u00e0 fait possible d’utiliser un Raspberry Pi pour r\u00e9aliser des compilations natives de modules du noyau. Cela r\u00e9clame un temps de calcul important, mais rien ne nous oblige \u00e0 rester \u00e0 proximit\u00e9. L’int\u00e9r\u00eat est alors de disposer d’une petite plate-forme embarqu\u00e9e conviviale (gr\u00e2ce \u00e0 l’ensemble des applications fournies par la distribution) que nous pouvons utiliser pour d\u00e9velopper facilement nos propres modules noyau.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
On m’a demandé à plusieurs reprises comment compiler les modules pour le noyau du Raspberry Pi que j’ai présenté dans différents articles ou ceux que je propose en illustration de mes sessions de formation. J’emploie généralement une cross-compilation, c’est à dire un compilateur spécifique installé sur un PC pour produire du code pour le processeur […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5,8,11],"tags":[],"class_list":["post-3974","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-embarque","category-linux-2","category-raspberry-pi"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3974","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3974"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3974\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3976,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3974\/revisions\/3976"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3974"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3974"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3974"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}