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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.
Os fontes do desenvolvedor principal do Linux contém tudo o que é necessário para construir um pacote Debian do núcleo. Mas você ainda precisa instalar o build-essential para garantir que você tem as ferramentas necessárias para construção de um pacote Debian. Além do mais, a etapa de configuração do núcleo requer o pacote libncurses5-dev. E finalmente, o pacote fakeroot irá permitir a criação de um pacote Debian sem usar os direitos de administrador.

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-cache 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.
O restante desta seção foca na versão 3.16 do kernel Linux, mas os exemplos podem, é claro, ser adaptados a versão em particular do kernel que você quiser.
Nós assumimos que o pacote linux-source-3.16 foi instalado. ele contém o /usr/src/linux-source-3.16.tar.xz, um arquivo compactado dos fontes do kernel. Você deve extrair esses arquivos em um novo diretório (não diretamente sob /usr/src/, já que não é necessario permissões especiais para compilar o kernel Linux): ~/kernel/ é o apropriado.
$ mkdir ~/kernel; cd ~/kernel
$ tar -xaf /usr/src/linux-source-3.16.tar.xz

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) para o arquivo .config dentro do diretório contendo os fontes do núcleo.
$ cp /boot/config-3.16.0-4-amd64 ~/kernel/linux-source-3.16/.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.
0 make menuconfig compila e executa uma interface de modo texto (é aqui que o pacote libncurses5-dev é necessário) a qual permite a navegação pelas opções disponíveis em uma estrutura hierárquica. Pressionar a tecla Espaço muda o valor da opção selecionada, e Enter valida o botão selecionado no pé da tela; Select returna ao sub menu selecionado; Exit fecha a tela corrente e volta para cima na hierarquia; Help irá exibir informações mais detalhadas sobre a função da opção selecionada. As setas permitem mover pela lista de opções e botões. Para sair do programa de configuração, escolha Exit no menu principal. O programa então oferece salvar as alterações que você fez; aceite se você estiver satisfeito com suas escolhas.
Outras interfaces tem características semelhantes, mas elas trabalham com interfaces gráficas mais modernas; como a make xconfig, a qual usa a interface gráfica Qt, e a make gconfig, a qual usa GTK+. A primeira requer libqt4-dev, enquanto a última depende de libglade2-dev e 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 irá gerar até 5 pacotes Debian: linux-image-versão que contém a imagem do núcleo e módulos associados, linux-headers-versão o qual contém os arquivos de cabeçalho necessários para construir módulos externos, linux-firmware-image-versão o qual contém os arquivos de firmware necessários por alguns drivers (esse pacote pode estar faltando quando você constroí a partir dos fontes do kernel fornecidos pelo Debian), linux-image-versão-dbg o qual contém os símbolos de depuração para a imagem do núcleo e seus módulos, e linux-libc-dev o qual contém cabeçalhos relevantes para algumas bibliotecas do espaço do usuário como a glibc GNU.
A versão é definida pela concatenação da versão do upstream (como definido pelas variáveis VERSION, PATCHLEVEL, SUBLEVEL e EXTRAVERSION no Makefile), do parâmetro de configuração LOCALVERSION, e da variável de ambiente LOCALVERSION. A versão do pacote reusa a mesma cadeia de caracteres da versão com uma revisão adicionada, que é regularmente incrementada (e armazenada em .version), exceto se você sobrescrever ela com a variável de ambiente KDEB_PKGVERSION.
$ make deb-pkg LOCALVERSION=-falcot KDEB_PKGVERSION=$(make kernelversion)-1
[...]
$ ls ../*.deb
../linux-headers-3.16.7-ckt4-falcot_3.16.7-1_amd64.deb
../linux-image-3.16.7-ckt4-falcot_3.16.7-1_amd64.deb
../linux-image-3.16.7-ckt4-falcot-dbg_3.16.7-1_amd64.deb
../linux-libc-dev_3.16.7-1_amd64.deb

8.10.5. Compilando Módulos Externos

Alguns módulos são mantidos fora do núcleo Linux oficial. Para usá-los, eles devem ser compilados a parte do referido núcleo. Um número de módulos de terceiros comuns são fornecidos pelo Debian em pacotes dedicados, tais como o xtables-addons-source (môdulos extra para o iptables) ou oss4-source (Open Sound System, alguns drivers de áudio alternativos).
Esses pacotes externos são muitos e variados e nós não vamos listar todos aqui; o comando apt-cache search source$ pode diminuir o campo de pesquisa. Contudo, uma lista completa não é particularmente útil, já que não existe uma razão em particular para compilar módulos externos, exceto quando você sabe que precisa de um. Nesses casos, a documentação do dispositivo irá tipicamente detalhar os módulo(s) específicos que ele precisa para funcionar sob o Linux.
Por exemplo, vamos dar uma olhada no pacote xtables-addons-source: após a instalação, um .tar.bz2 dos fontes do módulo é armazenado em /usr/src/. Ainda que nós possamos manualmente extrair o tarball e construir o módulo, na prática nós preferimos automatizar tudo isso usando o DKMS. A maioria dos módulos oferecem a requerida integração DKMS em um pacote terminando com o sufixo -dkms. No nosso caso, instalar o xtables-addons-dkms é tudo que é preciso para compilar o módulo do núcleo para o núcleo corrente, incluindo também o pacote linux-headers-* associado ao núcleo instalado. Por exemplo, se você usa o linux-image-amd64, você deve também instalar o linux-headers-amd64.
$ sudo apt install xtables-addons-common-dkms

[...]
Setting up xtables-addons-dkms (2.6-1) ...
Loading new xtables-addons-2.6 DKMS files...
First Installation: checking all kernels...
Building only for 3.16.0-4-amd64
Building initial module for 3.16.0-4-amd64
Done.

xt_ACCOUNT:
Running module version sanity check.
 - Original module
   - No original module exists within this kernel
 - Installation
   - Installing to /lib/modules/3.16.0-4-amd64/updates/dkms/
[...]
DKMS: install completed.
$ sudo dkms status
xtables-addons, 2.6, 3.16.0-4-amd64, x86_64: installed
$ sudo modinfo xt_ACCOUNT
filename:       /lib/modules/3.16.0-4-amd64/updates/dkms/xt_ACCOUNT.ko
license:        GPL
alias:          ipt_ACCOUNT
author:         Intra2net AG <opensource@intra2net.com>
description:    Xtables: per-IP accounting for large prefixes
[...]

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 distribui alguns desses patches nos parcotes linux-patch-* ou kernel-patch-* (por exemplo, linux-patch-grsecurity2, o qual aperta algumas das politicas de segurança do kernel). Esses pacotes instalam arquivos no diretório /usr/src/kernel-patches/.
Para aplicar um ou mais desses patches instalados, use o comando patch no diretório dos fontes, e então, inicie a compilação do kernel como descrito acima.
$ cd ~/kernel/linux-source-3.16
$ make clean
$ zcat /usr/src/kernel-patches/diffs/grsecurity2/grsecurity-3.0-3.17.1-201410250027.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.