8.10. Compilando o núcleo
Os núcleos fornecidos pelo Debian incluem o maior número de recursos possível, assim como o máximo de drivers, para cobrir o mais amplo espectro de configurações de hardware. É por isso que alguns usuários preferem recompilar o núcleo, e assim, incluir apenas o que eles precisam especificamente. Existem duas razões para essa escolha. Primeiro, talvez seja para otimizar o consumo de memória, já que o código do núcleo, mesmo nunca sendo usado, ocupa memória para nada (e nunca "cai" no espaço swap, já que é a RAM real que ele usa), o que pode comprometer o desempenho de todo o sistema. Um núcleo compilado localmente pode também limitar o risco com problemas de segurança já que apenas uma fração do código do kernel é compilado e rodado.
A recompilação do kernel também é necessária se você quer usar certas características que só estão disponíveis através de patches (e portanto não incluídas na versão padrão do kernel).
8.10.1. Introdução e Pré-requisitos
Obviamente o Debian gerencia o núcleo na forma de pacote, que não é como os núcleos tem sido tradicionalmente compilados e instalados. Como o núcleo se mantém no controle do sistema de empacotamento, ele pode ser removido de maneira limpa, ou implantado em várias máquinas. Além do mais, os scripts associados com esses pacotes automatizam a interação com o carregador de inicialização e o gerador de initrd.
The upstream Linux sources contain everything needed to build a Debian package of the kernel. But you still need to install build-essential to ensure that you have the tools required to build a Debian package. Furthermore, the configuration step for the kernel requires the libncurses-dev package (formerly libncurses5-dev, which is now a transitional package). Finally, the fakeroot package will enable creation of the Debian package without using administrator's rights.
8.10.2. Pegando os Fontes
Como tudo mais que pode ser útil em um sistema Debian, os fontes do kernel Linux estão disponíveis em um pacote. Para obtê-los, apenas instale o pacote
linux-source-versão. O comando
apt search ^linux-source lista as várias versões do kernel empacotadas pelo Debian. A última versão está disponível na distribuição
Unstable: você pode obtê-la sem muitos riscos (especialmente se o seu APT está configurado de acordo com as instruções em
Seção 6.2.6, “Trabalhando com Distribuições Diversas”). Note que o código fonte contido nesses pacotes não correspondem precisamente com o que é publicado pelo Linus Torvalds e o desenvolvedores do kernel; como todas as distribuições, o Debian aplica inúmeros patches, que podem (ou não) serem incorporados na versão upstream do Linux. Essas modificações incluem backports de correções/recursos/drivers de novas versões do kernel, novos recursos ainda não (totalmente) inseridos na árvore do upstream do Linux, e, às vezes, até nas alterações específicas do Debian.
The remainder of this section focuses on the 5.10 version of the Linux kernel, but the examples can, of course, be adapted to the particular version of the kernel that you want.
We assume the linux-source-5.10 package has been installed. It contains /usr/src/linux-source-5.10.tar.xz, a compressed archive of the kernel sources. You must extract these files in a new directory (not directly under /usr/src/, since there is no need for special permissions to compile a Linux kernel): ~/kernel/ is appropriate.
$ mkdir ~/kernel; cd ~/kernel
$ tar -xaf /usr/src/linux-source-5.10.tar.xz
Para construir um kernel a partir das fontes puras, simplesmente descarregue o tarball da versão de sua escolha do
kernel.org, verifique a integridade após importar a chave dos mantedores do kernel, e depois proceda como se descreve nos seguintes capítulos-
8.10.3. Configurando o Núcleo
O próximo passo consiste da configuração do núcleo de acordo com suas necessidades. O procedimento exato depende dos objetivos.
Quando recompilamos uma versão mais recente do núcleo (possivelmente com um patch adicional), a configuração, provavelmente, será mantida o mais próximo possível daquela proposta pelo Debian. Nesse caso, e ao invés de reconfigurar tudo a partir do zero, será suficiente copiar o arquivo
/boot/config-versão (a versão é aquela do núcleo atualmente usado, a qual pode ser encontrada com o comando
uname -r) no arquivo
.config dentro do diretório contendo os fontes do núcleo. Certifique-se de ler a barra lateral
TIP Missing debian/certs/debian-uefi-certs.pem neste caso.
$ cp /boot/config-5.10.0-8-amd64 ~/kernel/linux-source-5.10/.config
A menos que você precise mudar a configuração, você pode parar por aqui e pular para
Seção 8.10.4, “Compilando e Construindo um Pacote”. Se você precisa mudá-la, por outro lado, ou se você decidir reconfigurar tudo a partir do zero, você precisa dedicar um tempo para configurar seu núcleo. Existem varias interfaces dedicadas no diretório do fonte do núcleo que podem ser usadas executando o comando
make alvo, aonde
alvo é um dos valores descritos abaixo.
make menuconfig compiles and executes a text-mode interface (this is where the libncurses-dev package is required) which allows navigating the options available in a hierarchical structure. Pressing the Space key changes the value of the selected option, and Enter validates the button selected at the bottom of the screen; Select returns to the selected sub-menu; Exit closes the current screen and moves back up in the hierarchy; Help will display more detailed information on the role of the selected option. The arrow keys allow moving within the list of options and buttons. To exit the configuration program, choose Exit from the main menu. The program then offers to save the changes you've made; accept if you are satisfied with your choices.
Other interfaces have similar features, but they work within more modern graphical interfaces; such as make xconfig which uses a Qt graphical interface, and make gconfig which uses GTK+. The former requires qtbase5-dev, while the latter depends on libglade2-dev and libgtk2.0-dev.
Ao usar uma dessa interfaces de configuração, sempre é uma boa ideia iniciar a partir de uma configuração padrão razoável. O núcleo prove tais configurações em arch/arch/configs/*_defconfig e você pode colocar sua configuração selecionada no lugar com um comando como make x86_64_defconfig (no caso de um PC de 64-bit) ou make i386_defconfig (no caso de um PC de 32-bit).
8.10.4. Compilando e Construindo um Pacote
Uma vez que a configuração do núcleo esteja pronta, um simples make deb-pkg gerará até 5 pacotes Debian:
- linux-image-versão
contém a imagem do núcleo ("kernel") e os módulos associados,
- linux-headers-versão
contém os arquivos de cabeçalho necessários para criar módulos externos,
- linux-firmware-image-versão
contém os arquivos de firmware necessários para alguns controladores (este pacote poderia faltar quando se constrói desde as fontes do núcleo fornecidas pelo Debian),
- linux-image-versão-dbg
contém os símbolos de depuração para a imagem do kernel e seus módulos (criados apenas se CONFIG_DEBUG_INFO=y), e
- linux-libc-dev
contém cabeçalhos relevantes para algumas bibliotecas do espaço de usuário como GNU glibc.
The version is defined by the concatenation of the upstream version (as defined by the variables VERSION, PATCHLEVEL, SUBLEVEL, and EXTRAVERSION in the Makefile), of the LOCALVERSION configuration parameter, and of the LOCALVERSION environment variable. The package version reuses the same version string with an appended revision that is regularly incremented (and stored in .version), except if you override it with the KDEB_PKGVERSION environment variable.
$ make deb-pkg LOCALVERSION=-falcot KDEB_PKGVERSION=$(make kernelversion)-1
[...]
$ ls ../*.deb
../linux-headers-5.10.46-falcot_5.10.46-1_amd64.deb
../linux-image-5.10.46-falcot_5.10.46-1_amd64.deb
../linux-image-5.10.46-falcot-dbg_5.10.46-1_amd64.deb
../linux-libc-dev_5.10.46-1_amd64.deb
Todo o processo requer uns 20 GB de espaço livre, pelo menos 8 GB de RAM e várias horas de compilação (utilizando um núcleo) para um kernel Debian amd64. Estes requisitos podem-se reduzir drasticamente desabilitando a informação de depuração usando CONFIG_DEBUG_INFO=n, mas isto fará impossível rastrear erros do kernel ("oops") usando gdb e também deterá a criação do pacotelinux-image-versão-dbg.
8.10.5. Compilando Módulos Externos
Some modules are maintained outside of the official Linux kernel. To use them, they must be compiled alongside the matching kernel. A number of common third party modules are provided by Debian in dedicated packages, such as vpb-driver-source (extra modules for Voicetronix telephony hardware) or leds-alix-source (driver of PCEngines ALIX 2/3 boards).
Esses pacotes são muitos e variados, o apt-cache rdepends module-assistant $ pode mostrar a lista fornecida pelo Debian. No entanto, uma lista completa não é particularmente útil, pois não há nenhuma razão particular para compilar módulos externos, exceto quando você sabe que precisa dela. Nesses casos, a documentação do dispositivo normalmente detalha o(s) módulo(s) específico(s) de que ele precisa para funcionar no Linux.
For example, let's look at the dahdi-source package: after installation, a .tar.bz2 of the module's sources is stored in /usr/src/. While we could manually extract the tarball and build the module, in practice we prefer to automate all this using the DKMS framework (Dynamic Kernel Module Support). Most modules offer the required DKMS integration in a package ending with a -dkms suffix. In our case, installing dahdi-dkms is all that is needed to compile the kernel module for the current kernel provided that we have the linux-headers-* package matching the installed kernel. For instance, if you use linux-image-amd64, you would also install linux-headers-amd64.
$ sudo apt install dahdi-dkms
[...]
Setting up dkms (2.8.4-3) ...
Setting up linux-headers-5.10.0-8-amd64 (5.10.46-4) ...
/etc/kernel/header_postinst.d/dkms:
dkms: running auto installation service for kernel 5.10.0-8-amd64:.
Setting up dahdi-dkms (1:2.11.1.0.20170917~dfsg-7.4) ...
Loading new dahdi-2.11.1.0.20170917~dfsg-7.4 DKMS files...
Building for 5.10.0-8-amd64
Building initial module for 5.10.0-8-amd64
Done.
dahdi_dummy.ko:
Running module version sanity check.
- Original module
- No original module exists within this kernel
- Installation
- Installing to /lib/modules/5.10.0-8-amd64/updates/dkms/
dahdi_dynamic_eth.ko:
Running module version sanity check.
- Original module
- No original module exists within this kernel
- Installation
- Installing to /lib/modules/5.10.0-8-amd64/updates/dkms/
[...]
DKMS: install completed.
$ sudo dkms status
dahdi, 2.11.1.0.20170917~dfsg-7.4, 5.10.0-8-amd64, x86_64: installed
$ sudo modinfo dahdi_dummy
filename: /lib/modules/5.10.0-8-amd64/updates/dkms/dahdi_dummy.ko
license: GPL v2
author: Robert Pleh <robert.pleh@hermes.si>
description: Timing-Only Driver
depends: dahdi
retpoline: Y
name: dahdi_dummy
vermagic: 5.10.0-8-amd64 SMP mod_unload modversions
parm: debug:int
8.10.6. Aplicando um Patch ao Núcleo
Alguns recursos não são incluídos no kernel padrão devido a falta de maturidade ou algum desentendimento entre os mantenedores do kernel. Tais recursos podem ser distribuídos através de patches, e assim, qualquer um está livre para aplicá-los aos fontes do kernel.
O Debian às vezes fornece alguns desses patches em pacotes linux-patch-*, mas eles geralmente não chegam a versões estáveis (às vezes pelos mesmos motivos que eles não são combinados no kernel upstream oficial). Esses pacotes instalam arquivos no diretório /usr/src/kernel-patches/.
To apply one or more of these installed patches, use the patch command in the sources directory then start compilation of the kernel as described above. The following shows an old example using linux-patch-grsecurity2 and linux-source-4.9.
$ cd ~/kernel/linux-source-4.9
$ make clean
$ zcat /usr/src/kernel-patches/diffs/grsecurity2/grsecurity-3.1-4.9.11-201702181444.patch.gz | patch -p1
Note que um patch(qualquer um) talvez não necessariamente funcione com todas as versões do núcleo; é possível que o patch falhe ao aplicá-lo nos fontes do núcleo. Uma mensagem de error será exibida e informará alguns detalhes sobre a falha; neste caso, referencie a documentação disponível no pacote Debian do patch (no diretório /usr/share/doc/linux-patch-*/). Na maioria dos casos, o mantenedor indica para qual versão do núcleo o patch é feito.
