Rust-for-Linux UML 问题
发现 UML 目前似乎有点问题，主要是 rust flags 貌似不太正确，导致会出 [ 79.760000] subarch: rust_print: Unknown rela relocation: 9 这样的错误。
用 readelf 看一下，
000000000000005c 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
000000000000031d 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
000000000000035c 0000004300000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings5EMERG - 4
0000000000000391 0000004400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings5ALERT - 4
00000000000003c6 0000004500000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4CRIT - 4
00000000000003fb 0000004600000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings3ERR - 4
0000000000000430 0000004700000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings7WARNING - 4
0000000000000465 0000004800000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings6NOTICE - 4
000000000000054e 0000004300000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings5EMERG - 4
0000000000000583 0000004400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings5ALERT - 4
00000000000005b8 0000004500000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4CRIT - 4
00000000000005ed 0000004600000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings3ERR - 4
0000000000000622 0000004700000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings7WARNING - 4
0000000000000657 0000004800000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings6NOTICE - 4
000000000000068c 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
00000000000007a9 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
00000000000008aa 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
000000000000092e 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
000000000000099b 0000002400000009 R_X86_64_GOTPCREL 0000000000000000 _RNvNtNtCsgd4OX6xQzCQ_6kernel5print14format_strings4INFO - 4
这里的偏移量基本就是代码段的具体位置，可以直接 gdb disass 看出来，例如 0x31d 这个地址，可以看到
samples/rust/rust_print.rs:
44 pr_info!("Rust printing macros sample (init)\n");
0x000000000000031a <+67>: 48 8b 3d 00 00 00 00 mov rdi,QWORD PTR [rip+0x0]
上面的 0x31d 地址，就是 00 00 00 00 的这个代码，在 insmod 时就会通过 ELF 表找到对应的符号信息。
本来 GOTPCREL 指的是相对与 .got 表的偏移，但是因为内核模块中没有 .got 表（linker 都是内核自己进行处理），因此出现这个值确实是不太对的。
看了下 um 默认用的是 pie，
KBUILD_RUSTFLAGS += -Crelocation-model=pie
但是 x86 上默认是给的 static。这里用 pie 我猜应该还是因为要最终链接成一个 linux 可执行的用户文件，因此用 pie 也是合适的，毕竟也要通过 ld.so 链接系统库，但是对于 modules 来说就不太友好了。
最后发现 code model 也有问题居然，用默认的 kernel 都是不行的，必须指定 large 才行（code model 看了下是为了指定操作数的宽度的，如果是 large 则会选择使用更宽的 relocation 操作数）。
在生成代码的时候，如果 code model 是 small，那么给它生成的地址宽度一般就只有 32bit 大小，这种适合相对位置的重定向。但是内核链接的时候，使用的是符号的绝对地址（这样或许能够提升一点点的性能），而在 x86 64 下，绝对地址的大小可能会轻松就超过 32bit，这就导致了内核的校验出现了问题。
diff --git a/arch/um/Makefile b/arch/um/Makefile
index 00b63bac5eff..248e94133855 100644
@@ -63,7 +63,8 @@ KBUILD_CFLAGS += $(CFLAGS) $(CFLAGS-y) -D__arch_um__ \
-Din6addr_loopback=kernel_in6addr_loopback \
-Din6addr_any=kernel_in6addr_any -Dstrrchr=kernel_strrchr
-KBUILD_RUSTFLAGS += -Crelocation-model=pie
+KBUILD_RUSTFLAGS_KERNEL += -Crelocation-model=pie
+KBUILD_RUSTFLAGS_MODULE += -Ccode-model=large
KBUILD_AFLAGS += $(ARCH_INCLUDE)
目前暂时这么解决了，不知道是否需要汇报给一下社区？或者只是因为我 openSUSE 的问题吗。。
理论上 Rust 的后端是 LLVM，看了下
bool X86DAGToDAGISel::selectMOV64Imm32(SDValue N, SDValue &Imm) {
if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Kernel ||
TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
return false;
LLVM 应该是会正确处理这个问题才对啊，kernel 的时候就不会允许使用 32 位的立即数了。
export RUSTC_BOOTSTRAP=1
RUST_MODFILE=samples/rust/rust_print rustc --edition=2021 -Zbinary_dep_depinfo=y -Dunsafe_op_in_unsafe_fn -Dnon_ascii_idents -Wrust_2018_idioms -Wunreachable_pub -Wmissing_docs -Wrustdoc::missing_crate_level_docs -Wclippy::all -Wclippy::mut_mut -Wclippy::needless_bitwise_bool -Wclippy::needless_continue -Wclippy::no_mangle_with_rust_abi -Wclippy::dbg_macro -Cpanic=abort -Cembed-bitcode=n -Clto=n -Cforce-unwind-tables=n -Ccodegen-units=1 -Csymbol-mangling-version=v0 -Crelocation-model=static -Zfunction-sections=n -Wclippy::float_arithmetic --target=./scripts/target.json -Ctarget-feature=-sse,-sse2,-sse3,-ssse3,-sse4.1,-sse4.2,-avx,-avx2 -Copt-level=s -Cdebug-assertions=n -Coverflow-checks=y -Cforce-frame-pointers=y -Cdebuginfo=2 --cfg MODULE \
-Ccode-model=kernel \
@./include/generated/rustc_cfg -Zallow-features=new_uninit -Zcrate-attr=no_std -Zcrate-attr='feature(new_uninit)' -Zunstable-options --extern force:alloc --extern kernel --crate-type rlib -L ./rust/ --crate-name rust_print --sysroot=/dev/null --out-dir samples/rust/ --emit=dep-info=samples/rust/.rust_print.o.d --emit=obj=samples/rust/rust_print.o \
samples/rust/rust_print.rs
稍微测试一下。。
看了下 GCC 文档，明白了。。
-mcmodel=kernel
Generate code for the kernel code model. The kernel runs in the negative 2 GB of the address space. This model has to be used for Linux kernel code.
所以 UML 必须使用 large，并且 arch/um/Makefile 其实都已经写了，只是 Rust 这边并没有同步到的样子。。感觉可以提个 issue 或者是简单的 patch？