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Introduzione

In informatica, il kernel costituisce il nucleo di un sistema operativo. Si tratta di un software con il compito di fornire ai processi in esecuzione sull'elaboratore un accesso sicuro e controllato all'hardware e una porzione di tempo-macchina ([http://it.wikipedia.org/wiki/Multitasking multitasking]).

Compilare il codice sorgente del kernel, anziché installare uno dei pacchetti precompilati, assicura alcuni vantaggi, tra cui:

• un avvio più veloce, dato che i moduli da caricare sono solo quelli propri del computer in uso e non ve ne sono di inutili.
• un sistema operativo più veloce perché potete ottimizzare il codice sul vostro processore.
• la possibilità di attivare opzioni che non sono presenti nei kernel precompilati.

È bene tener presente che compilare un nuovo kernel significa, nella sostanza, cambiare sistema operativo, in quanto esso ne costituisce il motore; inoltre è richiesta un buona conoscenza del proprio hardware.

Preparativi

Installare le dipendenze

Il processo di compilazione richiede l'[:AmministrazioneSistema/InstallareProgrammi:installazione] dei seguenti pacchetti:

• build-essential

• bin86

• fakeroot

• kernel-package

Inoltre, se si desidera usare un'interfaccia grafica per configurare il kernel, è necessario installare uno dei seguenti pacchetti:

• libglade2-dev, se si usa Ubuntu.

• libqt3-mt-dev, se si usa Kubuntu.

• libncurses5-dev, per avere una interfaccia grafica direttamente dentro il terminale e spostarsi tra i menu usando la sola tastiera.

Scaricare l'archivio dei sorgenti del kernel

• Se si desidera usare l'ultima versione stabile del kernel Linux ufficiale (la cosiddetta versione vanilla), scaricare il pacchetto da [http://www.kernel.org questo] indirizzo.

• Se si desidera usare la versione del kernel Linux modificata dagli sviluppatori di Ubuntu, è possibile prelevarla dai [:Repository:repository], installando il pacchetto linux-source. Questa versione ha il vantaggio di contenere driver e componenti aggiuntivi che gli sviluppatori di Ubuntu hanno ritenuto di integrare nel kernel, ma per contro potrebbe non essere sempre aggiornata rispetto all'ultima versione del kernel Linux ufficiale.

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Estrarre i sorgenti

È consigliato usare la directory /usr/src per compilare il kernel.

Il gruppo proprietario, per policy debian, della cartella /usr/src è il gruppo src. Per assegnare al proprio utente i diritti di scrittura e lettura, è sufficiente inserire il proprio utente in questo gruppo con il comando:

sudo adduser UTENTE src

Per rendere effettiva la modifica, è necessario fare logout e di nuovo login.

Qualora il gruppo src non avesse più i diritti di scrittura sulla cartella /usr/src, dovranno essere ripristinati con il seguente comando:

sudo chmod -R g+wr /usr/src

Scompattare e spostare i sorgenti nella cartella di destinazione:

tar -xjf linux-[VERSIONE_SCARICATA].tar.bz2
mv linux-[VERSIONE_SCARICATA] /usr/src/

Compilazione e installazione

Entrare nella directory dei sorgenti del kernel appena scaricati:

cd /usr/src/linux-[VERSIONE_CHE_AVETE_SCARICATO]

Applicare le patch

A questo punto, se necessario, sarà possibile applicare una o più patch al kernel.

Tra le più diffuse si possono trovare quelle di:

• [http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/people/ck/patches/2.6/ Con Kolivas]

• [ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/people/alan/ Alan Cox]

• [ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/people/akpm/ Andrew Morton]

Di solito le patch vengono applicate utilizzando l'insieme di due comandi: patch e cat (o anche bzcat se il file ha estensione .bz2).

Copiare la patch nella directory dei sorgenti del kernel e digitare il seguente comando:

bzcat [NOME_DELLA_PATCH].bz2 | patch -p1 --dry-run

L'opzione --dry-run permette di simulare l'applicazione della patch senza modificare realmente i file. Se non vengono visualizzati errori, si può procedere con l'applicazione della stessa rieseguendo il comando precedente senza l'opzione dry-run.

Se il procedimento non dovesse andare a buon fine, sarà necessario verificare di aver scaricato la versione corretta della patch e ripetere il procedimento.

Configurazione

È possibile importare una vecchia configurazione di un altro kernel. Se si dispone del file .config è sufficiente copiarlo all'interno della directory dei sorgenti.

Se si vuole utilizzare la configurazione del kernel attualmente in uso, è sufficiente digitare, all'interno della directory dei sorgenti:

sudo make oldconfig

A questo punto il sistema vi farà domande solo sulle nuove voci del file di configurazione presenti nel nuovo kernel e non contemplate in quello vecchio. Si può pervenire allo stesso risultato per via grafica caricando il vecchio file di configurazione del kernel ,presente in /boot e chiamato config-2.6-XX-XX-XXXXX,e selezionando i moduli che ci interessano.

Per personalizzare la configurazione, ci sono diverse modalità:

• grafica su Ubuntu (usando le librerie gtk)

   make gconfig

• grafica su Kubuntu (usando le librerie qt)

   make xconfig

• pseudo-grafica nel terminale (usando le librerie ncurses):

   make menuconfig

Potrete cercare le varie opzioni di configurazione di ogni versione del kernel in questo utilissimo sito: [http://kernel.xc.net/ Linux Kernel Configuration Archive]

Alla fine la configurazione viene salvata all'interno del file .config presente nella cartella del kernel. È consigliato farne una copia, se si è soddisfatti del lavoro svolto.

Impostazioni consigliate

Seguire quanto descritto per evitare spiacevoli inconvenienti:

1. In «General Setup» attivare:

   • -Support for paging of anonymous memory (swap)
     • --Support for prefetching swapped memory

2. In «Processor type and features»:

   • In «Processor family» scegliere il modello del processore.

   • Attivare Preemption Model-> Voluntary Kernel Preemption (Desktop)

   • In «High Memory Support» scegliere:

     • off se si possiede meno di 1 GB di RAM

     • 1GB Low Memory Support se si possiede 1GB di RAM

     • 4GB se si possiede più di 1GB di RAM

   • In «Timer frequency» abilitare: 1000 Hz

3. In «Block layer -> IO Schedulers» lasciare solo «CFQ I/O scheduler», otterrete una migliore performance.

4. In «Kernel hacking» deselezionare «Kernel debugging».

5. In «Device Drivers -> Character devices» selezionare «Virtual terminal».

Compilare

Finita la fase di personalizzazione, si passa alla compilazione.

Nel caso in cui si possiede un sistema multiprocessore è possibile impostare la variabile CONCURRENCY_LEVEL affinché vengano eseguite più compilazioni in parallelo. Ad esempio per un processore con 2 core è possibile impostare tale valore a 2:

export CONCURRENCY_LEVEL=2

Se i sorgenti sono già stati compilati in passato, bisogna prima ripulirli:

make-kpkg --rootcmd fakeroot clean

Il comando minimo per compilare il kernel è:

make-kpkg --rootcmd fakeroot kernel_image

L'opzione «--rootcmd» è necessaria perchè alcuni passaggi nella creazione del pacchetto richiedono un ambiente di root, che fakeroot simula.

L'opzione «--append-to-version», facoltativa, serve a definire un suffisso personalizzato per il proprio kernel, visualizzabile attraverso il comando:

uname -r

Si può scrivere ciò che si vuole, basta che sia scritto in minuscolo, senza punti e senza caratteri extra.

L'opzione «--initrd» consente di creare un ramdisk (una porzione di memoria RAM usata come una normale partizione) contenente la cosiddetta immagine initrd, usata per caricare i moduli necessari al sistema. Per poter fare a meno di questa opzione è necessario compilare nel kernel sia il modulo relativo al chipset della propria scheda madre, sia il modulo relativo al filesystem usato nella partizione di root (in questo modo l'avvio risulterà anche un po' più veloce). L'immagine initrd è usata soprattutto nei kernel ufficiali, che devono supportare un gran numero di chipset, file system, dischi fissi ecc... e perciò caricano tutti questi moduli nell'initrd. Serve anche nel caso si desideri avere un bootsplash. Perché l'initrd funzioni, è necessario che l' opzione 'RAM disk support' nella sezione 'Block Device' della configurazione del kernel sia abilitata.

• Il target kernel_image compila il kernel e tutti i moduli scelti nella configurazione, e ne crea un pacchetto .deb.

• Il target kernel_headers crea un pacchetto .deb con una serie di file e script che consentono di compilare moduli esterni in un secondo momento. Non è necessario, in quanto gli stessi sorgenti del kernel servono già allo scopo, ma se si desidera eliminare in seguito i sorgenti del kernel (magari per liberare spazio su disco) è bene specificare anche questo target.

• Il target modules_image compila i sorgenti dei moduli esterni scaricati a parte e posizionati in /usr/src/modules (come i driver video). Se non ce ne fossero, non aggiungere questo parametro.

Installare

Entrare nella cartella superiore:

cd ..

E installare i pacchetti appena creati. Da terminale digitare:

sudo dpkg -i kernel-image-[VERSIONE_DEL_KERNEL].deb
sudo dpkg -i linux-headers-[VERSIONE_DEL_KERNEL].deb

Il boot loader [:AmministrazioneSistema/Grub:GRUB] verrà aggiornato automaticamente.

Riavviare il computer e quindi scegliere il nuovo kernel installato.

Se ci sono problemi, riavviare la macchina e utilizzare il vecchio kernel.

Ulteriori risorse

• [http://www.kroah.com/lkn/ Linux Kernel in a Nutshell] di Greg Kroah-Hartman, disponibile nei termini della licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5

• [http://massimo.solira.org/pcikl/index.html Progetto Configurazione italiana del Kernel Linux]

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