| Compilación
del
kernel de linux 3.16.2 14O, septiembre 2014 |
|
Antecedentes Cuando
hablamos de Linux es frecuente que nos referamos a una
distribución: Debian, Ubuntu, Red Hat, Fedora, SuSe,
etc., es decir, al sistema operativo y sus aplicaciones
y no al kernel del sistema. La realidad es que Linux es
solamente el kernel o núcleo del sistema, el cual
es un programa de gran tamaño y complejidad que opera
nuestra computadora. Entre las funciones más importantes
del kernel:
Aunque no son las únicas, si
son las de más relevancia. El kernel de Linux se
caracteriza por estar en constante desarrollo para
corregir algún problema o agregar una nueva
característica, generando gran cantidad de
actualizaciones en poco tiempo. Dichas actualizaciones
comúnmente contienen nuevos módulos, mejoras de
seguridad, administración de recursos y muchas otras
características. ¿Cómo averiguar que
innovaciones incorpora determinado kernel? Observando
un archivo incorporado en el mismo llamado ChangLog.
Asimismo es factible descargar y observar el archivo
de texto plano Changelog desde la página oficial del proyecto.
Muchas veces surgen dudas acerca de la necesidad de compilar el kernel cuando liberan una nueva versión: no debemos dudar, solamente se compila una nueva versión de kernel cuando tenemos dispositivos de hardware muy recientes y nos vemos forzados a migrar hacia una versión que incluya módulos para el soporte de este. Otra razón se basa en que poseemos una versión muy antigua y optamos por actualizarlo para tener mejoras en la administración de memoria, procesos, recursos, etc. Actualmente ocurre esto con la rama 2.4 y 2.6 del kernel Linux; algunos servidores poseen la 2.4 y compilan la versión de la rama (2.6.x) con el objetivo de mejorar la administración de recursos, ya que esta última es más eficaz. El kernel NO se actualiza, si deseas una nueva versión debes descargar las fuentes de la página oficial del proyecto y compilarla. También puedes buscar un paquete (por ejemplo en los repositorios de Debian) con una versión ya compilada para la arquitectura del CPU; evitando la tarea de compilar y desaprovechando la optimización del sistema. |
|
Objetivo Construir un kernel que
tenga soporte del sistema de archivos ext4 en un
sistema GNU/Linux Debian.
|
|
Sistema de archivos ext4 El kernel de linux puede soportar varios
sistemas de archivos: FAT12, FAT16, FAT32, ext2, ext3,
ext4, etc. El sopote de los distintos sistemas de
archivos se pueden construir directamente en el kernel
o pueden ser enlazados en tiempo de ejecución como
módulos. Por defecto el sistema de archivos ext4 es
enlazado como módulo:
oskr@kro:~$/sbin/lsmod Module size Used by ... ext4 306996 1 1 .. Compilaremos oskr@kro:$ gunzip
linux-3.16.2.tar.gzel kernel de Linux para que el
sistema de archivos ext4 sea soportado directamente el
kernel.
|
|
Fuentes y firma Las fuentes de todas las
versiones del kernel del linux que se han
desarrollados se pueden obtener en el sitio oficial del
kernel. Podemos obtener el archivo con las
fuentes y la firma del mismo utilizado el comando wget:
oskr@kro:~$mkdir kernel oskr@kro:~$cd kernel oskr@kro:~/kernel$ oskr@kro:~/kernel$ wget -c https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.16.2.tar.gz oskr@kro:~/kernel$ wget -c https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.16.2.tar.sign Siempre será necesario comprobar que el archivo que contiene las fuentes no haya sido alterado, para ello comprobamos su firma. La firma se obtiene del archivo sin compresión: oskr@kro:~/kernel$ gunzip linux-3.16.2.tar.gz En el mismo directorio de trabajo, utilizamos la herramienta GPG (GNU Privacy Guard) para revisión de firmas: oskr@kro:~/kernel$ gpg --verify linux-3.16.2.tar.sign gpg: Signature made Fri 05 Sep 2014 07:05:55 PM CDT using RSA key ID 6092693E gpg: Can't check signature: public key not found Necesitamos obtener la llave pública con el ID mostrado: oskr@kro:~/kernel$ gpg --keyserver hkp://keys.gnupg.net --recv-keys 6092693E gpg: keyring '/home/oscar/.gnupg/secring.gpg' created gpg: requesting key 6092693E from hkp server keys.gnupg.net gpg: /home/oscar/.gnupg/trustdb.gpg: trustdb created gpg: key 6092693E: public key ``Greg Kroah-Hartman (Linux kernel stable release signing key) <greg@kroah.com>'' imported gpg: no ultimately trusted keys found gpg: Total number processed: 1 gpg: imported: 1 (RSA: 1) Con la lleve pública, ejecutamos de nuevo el comando: oskr@kro:~/kernel$ gpg --verify linux-3.16.2.tar.sign gpg: Signature made Fri 05 Sep 2014 07:05:55 PM CDT using RSA key ID 6092693E gpg: Good signature from ``Greg Kroah-Hartman (Linux kernel stable release signing key) <greg@kroah.com>'' gpg: WARNING: This key is not certified with a trusted signature! gpg: There is no indication that the signature belongs to the owner. Primary key fingerprint: 647F 2865 4894 E3BD 4571 99BE 38DB BDC8 6092 693E Se puede compilar el kernel como usuario, sin embargo, es recomendable descomprimir y desempaquetar las fuentes en la ruta creada para ese propósito: /usr/src oskr@kro:~/kernel$ su - Passwd: <password de root> root@kro:~# cp /home/oskr/kernel/linux-3.16.2.tar.gz /usr/src root@kro:~# cd /usr/src root@kro:~/usr/src# tar -zxvf linux-3.16.2.tar.gz Se creará el árbol de directorios del kernel. Debido a que algunas aplicaciones podrían hacer referencia a las fuentes del nuevo kernel, se crea una enlace simbólico: root@kro:~/usr/src# ln -s linux-3.16.2 linux root@kro:~/usr/src# cd linux A partir de este punto las rutas que se presentan son relativas a /usr/src/linux. |
|
Configuración basada en el kernel que está en ejecución Se podría configurar totalmente un kernel desde cero, pero es una tarea muy elaborada. Es común partir de una configuración base y hacer solamente los cambios necesarios. Para ello es conveniente basarnos en la configuración del kernel que está en ejecución. Para averiguar qué versión de kernel está en ejecución: #uname -a Linux kro 3.2.0-4-686-pae #1 SMP Debian 3.2.51-1 i686 GNU/Linux Dicha configuración se encuentra en el archivo /boot/config-3.2.0-4-686-pae, el cual deberá de ser copiado en con el nombre .config en la ruta donde se encuentran las fuentes: #cp /boot/config-3.2.0-4-686-pae .config Si compilaramos las fuentes sin cambiar nada del archivo .config, obtendríamos una copia exacta del kernel que está en ejecución. El archivo .config contiene las directivas para la creación de los archivos construcción del kernel: CONFIG_x86_32=y ... CONFIG_MMU=y Hacer algún cambio en el archivo .config sigue siendo una tarea complicada. Podemos utilizar una herramienta basada en ncurses (libncurses5-dev) para la visualización de todas las opciones de compilación. Es muy probable que la biblioteca no esté instalada: #apt-get install libncurses5-dev una vez instalada lanzamos el menú de configuración: #make menuconfig otra herramienta más cómoda basada en tk 2.4 y libqt en 2.6 es: $make xmenuconfig Con la opción "Load" seleccionamos el archivo .config. En la sección de "File Systems" se tiene lo siguiente: <M> The Extended 4 (ext4) filesystem lo que indica que el soporte para el ext4 se construirá como módulo. Con la tecla Y cambiamos a: <*> The Extended 4 (ext4) filesystem Seleccionando la opción "exit" varias veces salimos al menú principal y guadamos la canfiguración. Se ha creado los archivos de reglas y dependencias para la compilación de códigos: Makefiles. Si editamos el Makefile principal podemos agregar una cadena para reconocer nuestra versión del kernel: #nano Makefile ... EXTRAVERSION = -so14O NAME = Oscar Alvarado ... Para guardar los cambios: Ctrl-o y enter; para salir del editor: Ctrl-x. |
|
Compilación del kernel y módulos Actualmente los Makefiles creados realizan varias funciones de forma automática, como resolver dependencias entre códigos y sistemas. Así, solo será necesario ejecutar el siguiente comando para compilar el kernel y los módulos: #make Sip, así de fácil!. El tiempo de compilación dependerá de los recursos del sistema en el que se está compilando: Core 2 Duo 2.0Ghz, 2G en RAM toma aproximadamente 100 min, suficiente para ir a tomar un cafecito illy. |
|
Instalación Los scripts creados también ayudan a la instalación tanto del kernel como de los módulos dependientes del mismo, bastará con ejecutar los siguientes comandos como super usuario: #make install el comando anterior instalará tres archivos al directorio /boot
Para instalar los módulos en la ruta /lib/modules/3.16.2-so14O,
se ejecuta:
#make modules_install |
|
RAM File System Los sistemas Linux
necesitan de un sistema de archivos para funcionar,
incluso es necesario tener acceso a un sistema de
archivos desde el arranque del sistema. Una vez
arrancado el kernel, el sistema necesita acceder a
archivos de configuración y archivos binarios para el
arranque del sistema. Si el kernel no accede a un
sistema de archivos de arranque, se detiene y muestra el
error:
"Kernel panic:VFS:Unable to mount root fs..."
Uno de los archivos a los que necesita acceder el kernel
de manera incial es el /etc/inittab, en el cual se
encuentran los parámetros para iniciar el único proceso
que crea el kernel, el init. Si el archivo se
encuentra en algún dispositivo de almacenamiento, el
sistema se hace dependiente del mismo para su arranque.
Para evitar dicha dependiencia se puede crear un sistema
de archivos pequeño el cual será parte de la imagen de
arranque, evitando la dependencia con el dispositivo.
Además de los archivos de arranque, se agregan un shell
para poder ejecutar los comandos de los scripts de
arranque /etc/rc.NIVEL, para realizar un
arranque más complejo.
Para crear un sistema de archivos en RAM para el inicio del sistema, ejecutamos el siguiente comando: #mkinitramfs -k -o /boot/initramfs-3.16.2-so14O 3.16.2-so14O |
|
Configuración
del grub2
En el directorio /boot
se encuentra todo lo relativo al arranque de Linux. En ese
mismo directorio encontramos el directorio /boot/grub, el cual contiene los
archivos para que el GRUB v2 (GRand Unified
Bootloader) funcione. El archivo /boot/grub/grub.cfg, es en realidad un
script que se ejecuta en el momento de inicio del sistema.
Cuando lo editas con vi o vim, la primera línea te
advierte que no lo edites, es decir, que no cambies nada,
ya que este archivo es generado de manera automática por
herramientas del mismo GRUB. Puedes leerlo y verás que
está todo lo realtivo a la selección y arranque de los
sistemas operativos que tiene tu chompu. Con el GRUB v2 agregar un nuevo kernel al menú de arranque es muy sencillo y se puede hacer de dos formas. En ambas es necesario copiar el nuevo kernel al directorio /boot, lo cual es muy probable que ya se haya realizado con el comando de la sección anterior make install. En la primera forma ejecutamos el comando: #grub-mkconfig > grub.config.NEW el comando anterior explorará los dispositivos, particiones y el sistemas de archivos en busca de sistemas, creando una configuración y almacenándola en el archivo grub.config.NEW, el nuevo archivo deberá suplantar al archivo de configuración: #mv /boot/grub/grub.config /boot/grub/grub.config.OLD #cp /boot/grub/grub.config.NEW /boot/grub/ Para el segundo método que es mucho más sencillo pues realiza lo anterior, basta con ejecutar el comando: #update-grub Found linux image /boot/vmlinuz-3.16.2-so14O Found initrd image /boot/initrd.img-3.16.2-so14O Found linux image /boot/vmlinuz-3.2.0-4-686-pae Found initrd image /boot/initrd-3.2.0-4-686-pae |
|
Configuración del kernel por defecto Cuando hemos compilado
y probado varios kernels, el menú de inicio puede
extenderse de manera no muy adecuada. Si deseamos
eliminar algún kernel del menú de inicio, basta con
eliminarlo del directorio /boot
y
ejecutar de nuevo el comando update-grub.
#rm /boot/vmlinuz-3.2.0-4-686-pae /boot/initrd.img-3.2.0-4-686-pae #update-grub Si lo que deseamos es solamente cambiar el kernel que es seleccionado por defecto, editamos el archivo de configuración de grub. #vim /etc/default/grub modificamos la variable GRUB_DEFAULT, la cual originalmente tiene el valor de 0. El 0 indica que la primera entrada en la lista del menú será la que se carge por defecto. Así, será necesario ubicar en la lista del menú, el número de entrada del kernel que deseamos que se carge, por ejemplo, si de la siguiente lista deseamos que el kernel versión 2.6.32-5-686 sea el kernel que arranque por defecto, hacemos: Debian GNU/Linux, with Linux 3.2.3 Debian GNU/Linux, with Linux 3.2.3 (recovery mode) Debian GNU/Linux, with Linux 3.16.2-so14O Debian GNU/Linux, with Linux 3.16.2-so14O (recovery mode) Debian GNU/Linux, with Linux 3.7.1-som12Ihack Debian GNU/Linux, with Linux 3.7.1-som12Ihack (recovery mode) Debian GNU/Linux, with Linux 2.6.32-5-686 Debian GNU/Linux, with Linux 2.6.32-5-686 (recovery mode) Microsoft Windows XP Profesional (on /dev/sda1) Windows Recovery Environment (loader) (on /dev/sda2) cambiamos el valor de la variable de la siguiente forma: GRUB_DEFAULT=6 finalmente ejecuatmos de nuevo el comando: #update-grub |
|
Verificación #reboot Evidentemente
si hubo algún error, el mismo sistema de arranque nos lo
hará saber no iniciando la chompu =-)
Si inició normalmente el sistema entonces la compilación funcionó adecuadamente. Podemos verificar que el kernel que creamos realmente está en ejecución: #uname -a Linux kro 3.16.2-so14O #1 SMP Fri Sep 16 07:12:85 i686 GNU/Linux Finalmente comprobamos que el sistema de archivos ext4 ya se encuentra construido en el kernel, por lo cual NO deberá listarse en los módulos enlazados. $/sbin/lsmod Module size Used by ... ... |