Linux: Debian – сборка, установка и запуск ядра 4.12

Автор: | 14/08/2017
Нет комментариев
 

Собирать и запускать ядро будем в виртуальной машине, например – Virtualbox: создание и запуск VM из консоли (только с диском 20+ гб).

 

Установка выполняется на:

[simterm]

root@debian:# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Debian
Description:    Debian GNU/Linux 9.1 (stretch)
Release:        9.1
Codename:       stretch

[/simterm]

С ядром:

[simterm]

setevoy@debian:~$ uname -a
Linux debian 4.9.0-3-amd64 #1 SMP Debian 4.9.30-2+deb9u3 (2017-08-06) x86_64 GNU/Linux

[/simterm]

Подготовка

Устанавливаем пакеты:

[simterm]

root@debian:/home/setevoy# apt install build-essential libncurses5-dev gcc binutils libssl-dev bc vim git

[/simterm]

Проверяем содержимое /boot:

[simterm]

root@debian:/home/setevoy# ls -l /boot/
total 24968
-rw-r--r-- 1 root root   186386 Aug  6 00:24 config-4.9.0-3-amd64
drwxr-xr-x 5 root root     4096 Aug 14 03:52 grub
-rw-r--r-- 1 root root 17983274 Aug 14 03:44 initrd.img-4.9.0-3-amd64
-rw-r--r-- 1 root root  3180929 Aug  6 00:24 System.map-4.9.0-3-amd64
-rw-r--r-- 1 root root  4204320 Aug  6 00:24 vmlinuz-4.9.0-3-amd64

[/simterm]

Загружаем исходные коды ядра, последнюю версию находим тут>>>:

[simterm]

# cd /usr/src
# wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.12.tar.gz
root@debian:/usr/src# ls -lh linux-4.12.tar.gz 
-rw-r--r-- 1 root root 145M Jul 2 19:25 linux-4.12.tar.gz
# tar xfp linux-4.12.tar.gz
# cd linux-4.12

[/simterm]

Содержимое:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# ls -l
total 696
drwxrwxr-x  32 root root   4096 Jul  2 19:07 arch
drwxrwxr-x   3 root root   4096 Jul  2 19:07 block
drwxrwxr-x   2 root root   4096 Jul  2 19:07 certs
...
drwxrwxr-x   4 root root   4096 Jul  2 19:07 virt

[/simterm]

Основные каталоги тут:

  • arch – код специфичный для платформы (arm64, ia64, x86, powerpc etc)
  • Documentation: документация
  • drivers: драйвера
  • fs: VFS и файловые системы
  • include: header-файлы ядра
  • init: код загрузки и инициализации ядра
  • ipc: код механизмов IPC
  • kernel: код основных подсистем ядра (планировщик и т.д.)
  • mm: Memory Management код
  • net: сеть

Конфигурирование ядра

Текущая конфигурация ядра хранится в /boot/config-{kernel}-{arch}:

[simterm]

# head /boot/config-4.9.0-3-amd64 
#                                                                                                                                                                                                                                             
# Automatically generated file; DO NOT EDIT.                                                                                                                                                                                                  
# Linux/x86 4.9.30 Kernel Configuration                                                                                                                                                                                                       
#                                                                                                                                                                                                                                             
CONFIG_64BIT=y                                                                                                                                                                                                                                
CONFIG_X86_64=y                                                                                                                                                                                                                               
CONFIG_X86=y                                                                                                                                                                                                                                  
CONFIG_INSTRUCTION_DECODER=y                                                                                                                                                                                                                  
CONFIG_OUTPUT_FORMAT="elf64-x86-64"
CONFIG_ARCH_DEFCONFIG="arch/x86/configs/x86_64_defconfig"

[/simterm]

Полезные команды для проверки аппаратного обеспечения на машине:

  1. lspci -vv
  2. lsusb
  3. hwinfo
  4. cat /proc/cpuinfo

Для настройки параметров сборки ядра есть два варианта – использовать существующий, /boot/config-4.9.0-3-amd64 в данном случае, или создать новый.

Параметры ядра могут быть типа boolean (yes/no) либо tristate (yes/no/module). В случае с tristate параметрами, если параметр указан как module – то соответсвующий модуль будет собран в виде динамически подключаемого модуля ядра, а не скомпилирован в сам файл ядра (yes). tristate используется как правило для драйверов.

При этом некоторые параметры могут содержать не boolean или tristate значения, а данные, которые будут использованы в качестве директив препроцессору перед сборкой ядра.

Для конфигурации ядра можно использовать:

  1. make config: запросит значение для каждого параметра
  2. make menuconfig: тоже, но с псевдо-графическим интерфейсом (либо – make nconfig)
  3. make gconfig: gtk+ интерфейс
  4. make defconfig: задаст default настройки
  5. make oldconfig: сравнивает параметры в текущем файле .config и параметры нового ядра
  6. make localmodconfig: проверит конфигурацию, с которой ядро загужено в данный момент и создаст новую на основе её

Выполнение defconfig занимает пару секунд:

[simterm]

# time make defconfig
*** Default configuration is based on 'x86_64_defconfig'
#
# configuration written to .config
#

real    0m0.448s
user    0m0.204s
sys     0m0.036s

[/simterm]

Что бы использовать имеющийся файл – копируем его в текущую директорию с именем .config:

[simterm]

# cp /boot/config-4.9.0-3-amd64 .config

[/simterm]

И выполняем make oldconfig – make вызовет scripts/kconfig/conf, проверит все config файлы в каталоге с исходниками нового ядра, сравнит опции в них со старым конфигом  ипредложит внести изменения, например:

[simterm]

# make oldconfig
  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  SHIPPED scripts/kconfig/zconf.tab.c
  SHIPPED scripts/kconfig/zconf.lex.c
  SHIPPED scripts/kconfig/zconf.hash.c
  HOSTCC  scripts/kconfig/zconf.tab.o
  HOSTLD  scripts/kconfig/conf
scripts/kconfig/conf  --oldconfig Kconfig
...
BSD Process Accounting (BSD_PROCESS_ACCT) [Y/n/?] y
  BSD Process Accounting version 3 file format (BSD_PROCESS_ACCT_V3) [Y/n/?] y
Export task/process statistics through netlink (TASKSTATS) [Y/?] y
  Enable per-task delay accounting (TASK_DELAY_ACCT) [Y/?] y
  Enable extended accounting over taskstats (TASK_XACCT) [Y/n/?] y
    Enable per-task storage I/O accounting (TASK_IO_ACCOUNTING) [Y/n/?] y
*
* RCU Subsystem
*
Make expert-level adjustments to RCU configuration (RCU_EXPERT) [N/y/?] n
Kernel .config support (IKCONFIG) [N/m/y/?] n
Kernel log buffer size (16 => 64KB, 17 => 128KB) (LOG_BUF_SHIFT) [17] 17
CPU kernel log buffer size contribution (13 => 8 KB, 17 => 128KB) (LOG_CPU_MAX_BUF_SHIFT) [12] 12
Temporary per-CPU printk log buffer size (12 => 4KB, 13 => 8KB) (PRINTK_SAFE_LOG_BUF_SHIFT) [13] (NEW) 
...

[/simterm]

Описание параметра CONFIG_PRINTK_SAFE_LOG_BUF_SHIFT можно найти в базе>>>.

Другой пример – поддержка RDMA:

[simterm]

...
Control Group support (CGROUPS) [Y/?] y
  Memory controller (MEMCG) [Y/n/?] y
    Swap controller (MEMCG_SWAP) [Y/n/?] y
      Swap controller enabled by default (MEMCG_SWAP_ENABLED) [N/y/?] n
  IO controller (BLK_CGROUP) [Y/n/?] y
    IO controller debugging (DEBUG_BLK_CGROUP) [N/y/?] n
  *
  * CPU controller
  *
  CPU controller (CGROUP_SCHED) [Y/?] y
    Group scheduling for SCHED_OTHER (FAIR_GROUP_SCHED) [Y] y
      CPU bandwidth provisioning for FAIR_GROUP_SCHED (CFS_BANDWIDTH) [Y/n/?] y
    Group scheduling for SCHED_RR/FIFO (RT_GROUP_SCHED) [N/y/?] n
  PIDs controller (CGROUP_PIDS) [Y/n/?] y
  RDMA controller (CGROUP_RDMA) [N/y/?] (NEW)
...

[/simterm]

Очевидно, ччто на виртуальной машинке RDMA не нужен, оставляем по умолчанию, т.е. N.

Другой пример old/new параметров ядра:

[simterm]

...
PCI support (PCI) [Y/n/?] y
  Support mmconfig PCI config space access (PCI_MMCONFIG) [Y/n] y
  Read CNB20LE Host Bridge Windows (PCI_CNB20LE_QUIRK) [N/y/?] n
  PCI Express Port Bus support (PCIEPORTBUS) [Y/n/?] y
    PCI Express Hotplug driver (HOTPLUG_PCI_PCIE) [Y/n/?] y
    Root Port Advanced Error Reporting support (PCIEAER) [Y/n/?] y
      PCI Express ECRC settings control (PCIE_ECRC) [N/y/?] n
      PCIe AER error injector support (PCIEAER_INJECT) [M/n/y/?] m
    PCI Express ASPM control (PCIEASPM) [Y/n/?] y
      Debug PCI Express ASPM (PCIEASPM_DEBUG) [N/y/?] n
      Default ASPM policy
      > 1. BIOS default (PCIEASPM_DEFAULT)
        2. Powersave (PCIEASPM_POWERSAVE)
        3. Power Supersave (PCIEASPM_POWER_SUPERSAVE) (NEW)
        4. Performance (PCIEASPM_PERFORMANCE)
...

[/simterm]

Неплохое описание ASPM есть тут>>> (2011 год).

[simterm]

...
#
# configuration written to .config
#

[/simterm]

Кол-во опций:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# cat .config | grep CONFIG | wc -l
6918

[/simterm]

Другой вариант – использовать псевдо-GUI:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# make menuconfig

[/simterm]

Или nconfig:

При изменении конфигцраии разными методами – не забываем выполнять make mrproper или make clean:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# make mrproper
  CLEAN   scripts/basic
  CLEAN   scripts/kconfig
  CLEAN   .config .config.old

[/simterm]

Сборка ядра

Вызываем make, опционально указав -j и кол-во ядер:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# cat /proc/cpuinfo | grep cores
cpu cores       : 1

[/simterm]

Либо – с помощью nproc:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# nproc
1

[/simterm]

В данном случае указывать работу в несколько потоков смысла не имеет, т.к. ядро всё-равно одно, выполняем:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# time make
scripts/kconfig/conf  --silentoldconfig Kconfig
  SYSTBL  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/asm/syscalls_32.h
  SYSHDR  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/asm/unistd_32_ia32.h
  SYSHDR  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/asm/unistd_64_x32.h
  SYSTBL  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/asm/syscalls_64.h
  HYPERCALLS arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/asm/xen-hypercalls.h
  SYSHDR  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/uapi/asm/unistd_32.h
  SYSHDR  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/uapi/asm/unistd_64.h
  SYSHDR  arch/x86/entry/syscalls/../../include/generated/uapi/asm/unistd_x32.h
  HOSTCC  scripts/basic/bin2c
  HOSTCC  arch/x86/tools/relocs_32.o
  HOSTCC  arch/x86/tools/relocs_64.o
  HOSTCC  arch/x86/tools/relocs_common.o
  HOSTLD  arch/x86/tools/relocs
...
Setup is 15772 bytes (padded to 15872 bytes). 
System is 7053 kB 
CRC 81e3390a 
Kernel: arch/x86/boot/bzImage is ready  (#1) 
  Building modules, stage 2. 
  MODPOST 18 modules 
  CC      drivers/thermal/x86_pkg_temp_thermal.mod.o 
  LD [M]  drivers/thermal/x86_pkg_temp_thermal.ko 
  CC      fs/efivarfs/efivarfs.mod.o 
  LD [M]  fs/efivarfs/efivarfs.ko 
  CC      net/ipv4/netfilter/ipt_MASQUERADE.mod.o 
  LD [M]  net/ipv4/netfilter/ipt_MASQUERADE.ko 
  ...
  CC      net/netfilter/xt_nat.mod.o 
  LD [M]  net/netfilter/xt_nat.ko 
 
real    17m47.960s 
user    14m47.952s 
sys     2m19.884s

[/simterm]

Далее – выполняем modules_install:

[simterm]

root@debian:/usr/src/linux-4.12# make modules_install
  INSTALL drivers/thermal/x86_pkg_temp_thermal.ko
  INSTALL fs/efivarfs/efivarfs.ko
  INSTALL net/ipv4/netfilter/ipt_MASQUERADE.ko
  INSTALL net/ipv4/netfilter/iptable_nat.ko
  ...
  INSTALL net/netfilter/xt_addrtype.ko
  INSTALL net/netfilter/xt_mark.ko
  INSTALL net/netfilter/xt_nat.ko
  DEPMOD  4.12.0

[/simterm]

И выполняем установку самого ядра:

[simterm]

# make install
sh ./arch/x86/boot/install.sh 4.12.0 arch/x86/boot/bzImage \
        System.map "/boot"
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/apt-auto-removal 4.12.0 /boot/vmlinuz-4.12.0
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/initramfs-tools 4.12.0 /boot/vmlinuz-4.12.0
update-initramfs: Generating /boot/initrd.img-4.12.0
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/zz-update-grub 4.12.0 /boot/vmlinuz-4.12.0
Generating grub configuration file ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-4.12.0
Found initrd image: /boot/initrd.img-4.12.0
Found linux image: /boot/vmlinuz-4.9.0-3-amd64
Found initrd image: /boot/initrd.img-4.9.0-3-amd64
done

[/simterm]

Проверяем:

[simterm]

# ls -l /boot/ | grep 12
-rw-r--r-- 1 root root   113426 Aug 14 05:43 config-4.12.0
-rw-r--r-- 1 root root  3792548 Aug 14 05:43 initrd.img-4.12.0
-rw-r--r-- 1 root root  3740599 Aug 14 05:43 System.map-4.12.0
-rw-r--r-- 1 root root  7237584 Aug 14 05:43 vmlinuz-4.12.0

[/simterm]

GRUB2

Настройки загрузчика должны обновиться во время выполнения make install:

[simterm]

# make install
...
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/zz-update-grub 4.12.0 /boot/vmlinuz-4.12.0
Generating grub configuration file ...
...

[/simterm]

Проверяем:

[simterm]

# cat /boot/grub/grub.cfg | grep 12
    insmod ieee1275_fb
        echo    'Loading Linux 4.12.0 ...'
        linux   /boot/vmlinuz-4.12.0 root=UUID=579648b1-9b04-47d2-a530-f5f46de18b1a ro  quiet
        initrd  /boot/initrd.img-4.12.0
        menuentry 'Debian GNU/Linux, with Linux 4.12.0' --class debian --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-4.12.0-advanced-579648b1-9b04-47d2-a530-f5f46de18b1a' {
                echo    'Loading Linux 4.12.0 ...'
                linux   /boot/vmlinuz-4.12.0 root=UUID=579648b1-9b04-47d2-a530-f5f46de18b1a ro  quiet
                initrd  /boot/initrd.img-4.12.0
        menuentry 'Debian GNU/Linux, with Linux 4.12.0 (recovery mode)' --class debian --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-4.12.0-recovery-579648b1-9b04-47d2-a530-f5f46de18b1a' {
                echo    'Loading Linux 4.12.0 ...'
                linux   /boot/vmlinuz-4.12.0 root=UUID=579648b1-9b04-47d2-a530-f5f46de18b1a ro single 
                initrd  /boot/initrd.img-4.12.0

[/simterm]

При необходимости – обновляем конфиг с помощью update_grub:

[simterm]

# update-grub 
Generating grub configuration file ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-4.12.0
Found initrd image: /boot/initrd.img-4.12.0
Found linux image: /boot/vmlinuz-4.9.0-3-amd64
Found initrd image: /boot/initrd.img-4.9.0-3-amd64
done

[/simterm]

Перезапускаем машину, и загружаемся с новым ядром:

Проверяем:

[simterm]

setevoy@debian:~$ uname -a
Linux debian 4.12.0 #1 SMP Mon Aug 14 05:09:02 EDT 2017 x86_64 GNU/Linux

[/simterm]

Готово.

Ссылки по теме

How to build and install the latest Linux kernel from source

Custom kernels in Ubuntu/Debian – how, when and why

In-depth HOWTO on Linux kernel configuration

Custom Compiled Kernel on Debian & Ubuntu

How to Compile and Install Linux Kernel v4.9.11 Source On a Debian / Ubuntu Linux

How to Compile Your Own Linux Kernel