Kernel kompilieren / anpassen / patchen
Es ist möglich unter Linux einen neuen Kernel zu kompilieren, anzupassen oder zu patchen. Die Kernelquellen sind auf dem System (falls installiert), im Verzeichnis „/usr/src/“ enthalten. Auf der Internetseite www.kernel.org sind ständig aktelle Kernel und Patches erhältlich.
Kernel kompilieren
Grundsätzlich werden zum kompilieren eines Kernels die Programme „gcc“ (GNU Compiler Collection) und „make“, ein Build-Management-Tool um automatisiert Arbeitsschritte zu steuern, benötigt.
In den Beispielen wurde ein Debian 6 Linux mit folgender Kernelversion verwendet.
root@galactica:~# uname -r 2.6.32-5-686
Kernel herunterladen und bereitstellen
Der gewünschte Kernel kann mit folgenden Kommando heruntergeladen werden.
root@galactica:/usr/src# wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.0/linux-3.2.35.tar.bz2
Entpacken des Kernels mit folgenden Befehl.
root@galactica:/usr/src# tar -xvjf linux-3.2.35.tar.bz2
Zunächst sollte ein Softlink mit der Bezeichnung „linux“ auf das Verzeichnis mit der Kernelquelle erstellt werden.
root@galactica:/usr/src# ln -s linux-3.2.35/ linux
Kernel konfigurations Setup
Um einen Kernel kompilieren zu können, wird vom Kompiler die Datei „.config“ ausgewertet, die entweder aus der bestehenden Kernel konfiguration übernommen („make oldconfig“) oder neu erstellt werden kann. Ist im zu konfigurierenden Kernelverzeichnis keine „.config“ vorhanden, wird in der Regel die bestehende Konfigurationsdatei des aktuellen Kernels verwendet oder komplett neu mit Standardwerten erstellt.
Bei den Abfragen gibt es folgende Einstellungsmöglichkeiten:
- y ⇒ (yes) Die Komonente wird in den statischen Teil des Kernels integriert.
- m ⇒ (modular) Komponente wird als Modul integriert.
- n ⇒ (no) Komponente wird nicht in den Kernel integriert.
- ? ⇒ Zeigt Informationen zur Kerneloption.
Für das Konfigurations Setup der Kernelparameter können nun verschiedene Kommandos verwendet werden.
make config
Der Befehl „make config“ ist jedoch wenig konfortabel, weil hier eine ganze Menge an Parameter über die Kommandzeile abgefragt werden.
root@galactica:/usr/src/linux-3.2.35# make config 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 --oldaskconfig Kconfig # # using defaults found in /boot/config-2.6.32-5-686 # ... * * Linux/i386 3.2.35 Kernel Configuration * * * General setup * Prompt for development and/or incomplete code/drivers (EXPERIMENTAL) [Y/n/?] ...
make oldconfig
Benutzt die bestehende Konfiguration eines vorhandenen Kernels und fragt nur Einstellungen ab, die im alten Kernel nicht vorhanden sind.
make menuconfig
Um auf das „ncurses“ Bibliothek basierende Konfigurationsmenü zugreifen zu können, muß das Paket „libncurses5-dev“ (Debian 
) oder „ncurses-devel“ (Red Hat 
) installiert werden und kann dann mit dem Befehl „make menuconfig“ aufgerufen werden.
make xconfig
Ein Konfigurationsfrontend für das ein X-Window System. Hierfür müssen die Pakete „qt3-devel“, „qt4-devel“ (Red Hat ) oder „qt3-dev-tools“, „qt4-dev-tools“ (Debian ) sowie „g++“ und „build-essential“ installiert werden. Bei Fehlermeldungen sollten weitere Abhängigkeiten der Pakete überprüft werden.
make gconfig
Ein Konfigurationsfrontend auf der Basis von GTK+. Um dies zu installieren, bitte alle benötigten Abhängigkeiten der jeweiligen Linux Distributionen überprüfen.
Wurden alle gewünschten Einstellungen vorgenommen, Datei speichern und Konfigurationsprogramm beenden.
# # configuration written to .config #
Kompiliervorgang starten
Zum kompilieren eines Kernels bis zur Version 2.4 sind folgende Kommandos notwendig.
- make dep ⇒ Überprüft Abhängigkeiten in den Quelldateien und erstellt in den Verzeichnissen der Kernel Quellen die Datei .depend.
- make clean ⇒ Entfernt Fragmente von ausgeführten Komiliervorgängen und alte .depend Dateien.
- make bzImage ⇒ Erstellt den statischen Teil des Kernels in das Verzeichnis /arch/i386/boot/bzimage.
- make modules ⇒ Erzeugt die Module zur Kernelversion.
root@galactica:/usr/src/linux-3.2.35# make HOSTLD scripts/kconfig/conf scripts/kconfig/conf --silentoldconfig Kconfig HOSTCC arch/x86/tools/relocs CHK include/linux/version.h UPD include/linux/version.h CHK include/generated/utsrelease.h UPD include/generated/utsrelease.h ... ... ...
Wenn der Kompiliervorgang abgeschlossen ist, kann der statische Teil des Kernels und die Datei „system.map“ nach „/boot“ kopiert werden. Die Dateien kann man manuell kopieren oder automatisch mit.
- make install
root@galactica:/usr/src/linux# make install sh /usr/src/linux-3.2.35/arch/x86/boot/install.sh 3.2.35 arch/x86/boot/bzImage \ System.map "/boot"
Kernelmodule einbinden
Die erzeugten Module müssen für den neuen Kernel eingebunden werden.
- make modules_install
root@galactica:/usr/src/linux# make modules_install ... ... INSTALL /lib/firmware/sb16/mulaw_main.csp INSTALL /lib/firmware/sb16/alaw_main.csp INSTALL /lib/firmware/sb16/ima_adpcm_init.csp INSTALL /lib/firmware/sb16/ima_adpcm_playback.csp INSTALL /lib/firmware/sb16/ima_adpcm_capture.csp DEPMOD 3.2.35
Die Module für den Kernel 3.2.35 sollten nun im Verzeichnis „/lib/modules“ vorhanden sein.
root@galactica:/lib/modules# ls -l insgesamt 8 drwxr-xr-x 4 root root 4096 11. Dez 18:08 2.6.32-5-686 drwxr-xr-x 3 root root 4096 13. Dez 20:28 3.2.35
Initial Ramdisk erstellen
Die „initial ramdisk“ ist ein reservierter Bereich im Arbeitsspeicher, der vom Kernel wie eine Festplattenpartition behandelt wird. Die „initial ramdisk“ enthält ein Abbild des Dateisystems und Treiber welche zum Start des Systems benötigt werden.
initrd
Zum Erstellen von initrd-Abbildern wird das Programm „mkinitrd“ verwendet. Die „initrd“ ist jedoch mittlerweile veraltet und wurde von „initramfs“ abgelöst. In vielen neueren Linux Systemen funktioniert das Programm „mkinitrd“ auch nicht mehr.
initramfs
Das „initramfs“ (Initial Ram Filesystem) bezeichnet ein komprimiertes Archiv, das Dateien enthält, die beim Systemstart in den Arbeitsspeicher geladen werden und kann seit dem Kernel 2.5.46 verwendet werden. Zum erstellen eines Initial Ram Filesystems wird das Programm „mkinitramfs“ verwendet.
Um das Programm nutzen zu können muß das Paket „initramfs-tools“ (Debian ) installiert sein.
root@galactica:/usr/src/linux# mkinitramfs -o initrd.img-3.2.35
Erzeugt ein Initial Ram Filesystem für den kompilierten Kernel.
root@galactica:/usr/src/linux# mv initrd.img-3.2.35 /boot
Dies sollte dann noch nach „/boot“ verschoben werden und danach „update-grub“ ausgeführt werden.
Hier liest die Datei initrd.img-3.2.35 die Module von Kernel 2.6.32-5-686 ein.
Danach sollte die Datei „initrd.img-3.2.35“ gelöscht werden.
root@galactica:/boot# rm initrd.img-3.2.35
Und wie folgt neu erstellt werden.
root@galactica:/boot# update-initramfs -cvk initrd.img-3.2.35 ... ... Adding binary /sbin/blkid Adding library /lib/libblkid.so.1 Adding library /lib/libuuid.so.1 Calling hook dmsetup Building cpio /boot/initrd.img-3.2.35.new initramfs
root@galactica:/boot# update-grub Generating grub.cfg ... Found background image: /usr/share/images/desktop-base/desktop-grub.png Found linux image: /boot/vmlinuz-3.2.35 Found initrd image: /boot/initrd.img-3.2.35 Found linux image: /boot/vmlinuz-2.6.32-5-686 Found initrd image: /boot/initrd.img-2.6.32-5-686 done
Bei Debian Systemen kann man das Kommando „update-grub“ verwenden.
# grub.conf generated by anaconda
#
# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file
# NOTICE: You have a /boot partition. This means that
# all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.
# root (hd0,0)
# kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00
# initrd /initrd-version.img
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
title Scientific Linux SL (2.6.18-308.20.1.el5)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.18-308.20.1.el5 ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00
initrd /initrd-2.6.18-308.20.1.el5.img
title Scientific Linux SL (2.6.18-308.16.1.el5)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.18-308.16.1.el5 ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00
initrd /initrd-2.6.18-308.16.1.el5.img
title Scientific Linux (2.6.18-164.2.1.el5)
root (hd0,0)
kernel /vmlinuz-2.6.18-164.2.1.el5 ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00
initrd /initrd-2.6.18-164.2.1.el5.img
Bei Red Hat Systemen muß man die Datei „/boot/grub/grub.conf“ manuell bearbeiten.
Nach einem Neustart sollte es funktionieren.
dracut
Das Programm „dracut“ ist eine universelle Schnittstelle zum Erzeugen einer „initramfs“, die von allen Distributionen genutzt werden kann. Hierfür muß das Programm „dracut“ installiert werden.
[root@galactica boot]# dracut initrd-3.2.35.img 3.2.35
Kernel patchen
Sollen neue Funktionen in die Kernel Quellen integriert werden, können Patches verwendet werden. Viele Linux Distibutionen bieten in ihren Repositories Kernel Patch Dateien an um z.B. zusätzliche Treiber in das System einzubinden. Hierfür wird das Programm „patch“ verwendet.
Syntax:
- patch [opt] [org-datei] [patch-datei]
- patch -p[num] < [patch-datei]
Optionen:
- --dry-run ⇒ Testlauf des patches. Gibt das Ergebnis nach STDOUT aus.
- -p[num] ⇒ Num (Zahl) gibt an, wie die Patchdatei gefunden werden soll. Beispiel: p0 = /pfad/zum/patch, p1 = pfad/zum/patch, p2 = zum/patch, p = patch.
- -R ⇒ Patch entfernen.
- -s ⇒ Nur Fehlermeldungen ausgeben.
- -b ⇒ Legt Backups von veränderten Dateien an (.orig).
Beispiel:
root@home:/usr/src# bzip2 -dc patch-3.4.23.bz2 | patch -p1 --dry-run
Hier wird ein Kernelpatch simuliert (--dry-run), die bzip2 Optionen -d dekomprimiert und -c sorgt dafür, dass die Ausgabe nach STDOUT erfolgt.
Dateien, bei denen der Patch fehlgeschlagen ist werden als .rej (reject) Dateien gespeichert.
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