В какой-то момент работы с операционной системой FreeBSD приходит необходимость пересборки ядра. Этот момент прекрасен, но не всегда прост. Сборку ядра следует производить не только при желании добавить некоторый функционал, но и в случаях высоконагруженных систем, где ядро должно быть как можно легче.
В данной статье описывается процесс пересборки ядра в операционной системе FreeBSD, с исключением из ядра ряда ненужных опций, с включением в ядро дополнительного функционала. Весь процесс можно разделить на несколько этапов: подготовка к сборке, настройка, сборка ядра.
Подготовка к сборке
Перед сборкой ядра необходимо убедиться, что в системе присутствует исходный код системы и ядра, при необходимости – обновить исходные коды. Располагаются они в /usr/src.
# ls /usr/src/ COPYRIGHT ObsoleteFiles.inc contrib include rescue tools LOCKS README crypto kerberos5 sbin usr.bin MAINTAINERS UPDATING etc lib secure usr.sbin Makefile bin games libexec share Makefile.inc1 cddl gnu release sys
Как видим, директория не пустая, исходный коды присутствует. Обновляем исходники по данной статье, любым удобным способом.
Также, мы сделаем резервную копию текущего рабочего ядра, чтобы было куда возвращаться, если что-то пойдёт не так. Перед выполнением команды, следует убедиться, что в корне файловой системы / имеется 250-300 мегабайт свободного дискового пространства.
# cp -Rp /boot/kernel /boot/kernel.good
Посмотрим, что за процессор установлен в сервере.
# dmesg | grep CPU\: CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU E31220 @ 3.10GHz (3093.00-MHz K8-class CPU)
#1. Настройка будущего ядра
Следующим шагом мы создадим из текущего файла настроек ядра GENERIC (базовое ядро) свой файл-конфиг.
# cd /usr/src/sys/amd64/conf/ # cp GENERIC CORE-IPFW-DUMMYNET
В той же директории, где располагается и конфигурационный файл GENERIC, лежит часть настроек ядра DEFAULTS, которая подключается по-умолчанию.
# cat DEFAULTS
machine amd64 device isa device mem # Memory and kernel memory devices device io # I/O device device uart_ns8250 options GEOM_PART_BSD options GEOM_PART_EBR options GEOM_PART_EBR_COMPAT options GEOM_PART_MBR
Посмотреть список всех доступных опций ядра можно из директории /usr/src/sys/amd64/conf/, выполнив команду make LINT.
# cd /usr/src/sys/amd64/conf/ # make LINT
После этого в текущей директории появится файл LINT, в котором перечислены все доступные опции ядра. Приступим к редактированию конфиг-файла будущего ядра.
# vi CORE-IPFW-DUMMYNET
# Указываем класс процессора, который можно узнать командой "dmesg | grep CPU\:", "HAMMER" для K8-class CPU cpu HAMMER # Идентификатор ядра ident CORE-IPFW-DUMMYNET # Используется для откладки ядра, в жизни пригодится врят ли. Если только # не обнаружатся ошибки и придётся писать разработчикам. #makeoptions DEBUG=-g # Далее - опции IPFW # Встроить поддержку файрволла ipfw в ядро options IPFIREWALL # Журналирование информации о событиях файрволла в логи (через syslogd) # об отброшенных пакетах options IPFIREWALL_VERBOSE # Ограничение журналирования. Будут выводиться только первые 10 сообщений, # после достижения этого значения - журналирование прекратится. Функция ipfw # log logamount имеет больший приоритет, чем IPFIREWALL_VERBOSE_LIMIT. options IPFIREWALL_VERBOSE_LIMIT=10 # Включить поддержку перенаправления (прозрачность) options IPFIREWALL_FORWARD # Эта опция позволяет IP-пакеты перенаправлять дополнительно в прикладные # программы (например для более сложной фильтрации или преобразования # пакетов). options IPDIVERT # Поддержка ограничения пропускной способности сети (управлять # допустимой скоростью для разных хостов в сети) options DUMMYNET # Загружаться по умолчанию с правилом "всем всё можно". options IPFIREWALL_DEFAULT_TO_ACCEPT # Планировщик для SMP, в 6ый фряхах лучше не использовать, а начиная с # 7ых - рекомендуют разработчики. Также хорошо работает на однопроцессорных # системах. Создан, чтобы со временем полностью заменить "options SCHED_4BSD" options SCHED_ULE # Позволяет высокоприоритетным нитям ядра вытеснять кокурентов, находящихся # в режиме наполнения. Может повысить быстродействие системы. options PREEMPTION # Поддержка работы с сетью, а именно TCP/IP (если даже машине не будет # работать с сетью - лучше оставить, а то некоторые приложения начинают # вести себя дурно, им нужно чтобы работал loopback - интерфейс обратной # связи). Считаю эту опцию обязательной. options INET # InterNETworking # Протокол IP 6-ой версии #options INET6 # Зависит от INET6 (IPv6), если IPv6 отключен - нужно отключать и это. # Пока не используется, переводится как протокол передачи с управлением # потоков. Будем работать рядом с TCP и UDP. #options SCTP # Файловая система FreeBSD. Berkeley Fast Filesystem. Если в планах # всё-таки загружаться с жёсткого диска - параметр обязателен. options FFS # Тоже лучше оставлять, т.к. благодаря технологии Soft Updates скорость # записи на диски и работа с файловой системой увеличивается. options SOFTUPDATES # Списки управлением доступа файловой системы (ACL). Включена по умолчанию # и нельзя выключать этот параметр, если ранее он был включен и работала # файловая система, иначе последствия для безопасности непредсказуемы. options UFS_ACL # Позволяет увеличить скорость работы с большими каталогами, взамен на # использование дополнительной оперативной памяти options UFS_DIRHASH # Начиная с 7.0 есть механизм ведения журналов для файловых систем. # Ведение журнала ведётся с помощью утилиты gjournal. #options UFS_GJOURNAL # Корневой файловой системой (root) является файловая система в # памяти (для бездисковых рабочих станций) #options MD_ROOT # Сетевая файловая система. Поддержка клиента #options NFSCLIENT # Сетевая файловая система. Поддержка сервера #options NFSSERVER # Для NFS-клиента. Поддержка восстановления состояния блокировок # на стороне клиента после рестарта NFS-сервера, а также гарантированный # сброс кэша перед установкой блокировки #options NFSLOCKD # Корень файловой системе может находится на удалённой сетевой # файловой системе (для бездисковых станций) #options NFS_ROOT # Позволяет монтировать файловые системы MS-DOS в момент загрузки системы. # Необязательный, т.к. когда будет смонтирован раздел DOS, необходимый # модуль будет автоматически загружен. Есть утилита emulators/mtools, # которая позволяет управлять DOS-дискетами без монтирования и # размонтирования (не требует наличия MS-DOS) #options MSDOSFS options CD9660 # ISO 9660 Filesystem options PROCFS # Process filesystem (requires PSEUDOFS) options PSEUDOFS # Pseudo-filesystem framework options GEOM_PART_GPT # GUID Partition Tables. options GEOM_LABEL # Provides labelization options COMPAT_43TTY # BSD 4.3 TTY compat (sgtty) options COMPAT_FREEBSD4 # Compatible with FreeBSD4 options COMPAT_FREEBSD5 # Compatible with FreeBSD5 options COMPAT_FREEBSD6 # Compatible with FreeBSD6 options COMPAT_FREEBSD7 # Compatible with FreeBSD7 options SCSI_DELAY=5000 # Delay (in ms) before probing SCSI options KTRACE # ktrace(1) support options STACK # stack(9) support options SYSVSHM # SYSV-style shared memory options SYSVMSG # SYSV-style message queues options SYSVSEM # SYSV-style semaphores options P1003_1B_SEMAPHORES # POSIX-style semaphores options _KPOSIX_PRIORITY_SCHEDULING # POSIX P1003_1B real-time extensions options PRINTF_BUFR_SIZE=128 # Prevent printf output being interspersed. options KBD_INSTALL_CDEV # install a CDEV entry in /dev options HWPMC_HOOKS # Necessary kernel hooks for hwpmc(4) options AUDIT # Security event auditing options MAC # TrustedBSD MAC Framework options FLOWTABLE # per-cpu routing cache #options KDTRACE_HOOKS # Kernel DTrace hooks options INCLUDE_CONFIG_FILE # Include this file in kernel # Опции для многопроцессорных систем, мне не пригодятся на древнем пне :) # Симметричное многопроцессорное ядро # options SMP # Поддержка ввода/вывода для ядер SMP # device apic # Контроль и управление частотой процессора (dmesg | grep freq). Можно # управлять частотой процессора. Необязательный параметр #device cpufreq # Поддержка ACPI (см. dmesg) Advanced Configuration and Power Interface # Интерфейс конфигурации и управления питанием. device acpi # Если материнская плата поддерживает isa (dmesg | grep isa) device eisa # Поддержка pci. Активируется автоопределение карт PCI device pci # Флоппи-дисководы #device fdc # Поддержка дисков ata и atapi device ata device atadisk # ATA disk drives #device ataraid # ATA RAID drives device atapicd # ATAPI CDROM drives #device atapifd # ATAPI floppy drives #device atapist # ATAPI tape drives #options ATA_STATIC_ID # Static device numbering # Контролеры SCSI здесь тоже не пригодятся #device ahb # EISA AHA1742 family #device ahc # AHA2940 and onboard AIC7xxx devices #options AHC_REG_PRETTY_PRINT # Print register bitfields in debug # output. Adds ~128k to driver. #device ahd # AHA39320/29320 and onboard AIC79xx devices #options AHD_REG_PRETTY_PRINT # Print register bitfields in debug # output. Adds ~215k to driver. #device amd # AMD 53C974 (Tekram DC-390(T)) #device hptiop # Highpoint RocketRaid 3xxx series #device isp # Qlogic family #device ispfw # Firmware for QLogic HBAs- normally a module #device mpt # LSI-Logic MPT-Fusion #device ncr # NCR/Symbios Logic #device sym # NCR/Symbios Logic (newer chipsets + those of `ncr') #device trm # Tekram DC395U/UW/F DC315U adapters #device adv # Advansys SCSI adapters #device adw # Advansys wide SCSI adapters #device aha # Adaptec 154x SCSI adapters #device aic # Adaptec 15[012]x SCSI adapters, AIC-6[23]60. #device bt # Buslogic/Mylex MultiMaster SCSI adapters #device ncv # NCR 53C500 #device nsp # Workbit Ninja SCSI-3 #device stg # TMC 18C30/18C50 # Периферийное оборудование SCSI здесь тоже не будет (диски, сидюки, накопители # на магнитной ленте) device scbus # SCSI bus (required for SCSI) #device ch # SCSI media changers device da # Direct Access (disks) #device sa # Sequential Access (tape etc) #device cd # CD #device pass # Passthrough device (direct SCSI access) #device ses # SCSI Environmental Services (and SAF-TE) # Также не нужны сказёвые рэйды #device amr # AMI MegaRAID #device arcmsr # Areca SATA II RAID #device asr # DPT SmartRAID V, VI and Adaptec SCSI RAID #device ciss # Compaq Smart RAID 5* #device dpt # DPT Smartcache III, IV - See NOTES for options #device hptmv # Highpoint RocketRAID 182x #device hptrr # Highpoint RocketRAID 17xx, 22xx, 23xx, 25xx #device iir # Intel Integrated RAID #device ips # IBM (Adaptec) ServeRAID #device mly # Mylex AcceleRAID/eXtremeRAID #device twa # 3ware 9000 series PATA/SATA RAID # RAID controllers # RAID-контроллеры тоже использоваться здесь не будут #device aac # Adaptec FSA RAID #device aacp # SCSI passthrough for aac (requires CAM) #device ida # Compaq Smart RAID #device mfi # LSI MegaRAID SAS #device mlx # Mylex DAC960 family #device pst # Promise Supertrak SX6000 #device twe # 3ware ATA RAID # atkbdc0 controls both the keyboard and the PS/2 mouse device atkbdc # AT keyboard controller device atkbd # AT keyboard device psm # PS/2 mouse device kbdmux # keyboard multiplexer device vga # VGA video card driver device splash # Splash screen and screen saver support # syscons is the default console driver, resembling an SCO console device sc device agp # support several AGP chipsets # Включение Advanced Power Management. Используется в лэптопах, # если готовится сервер - отключаем, чтобы не уснул сервачок. #device apm # Устройство таймера для управления энергопотреблением, APM и ACPI device pmtimer # Карты PCMCIA тоже не используются #device cbb # cardbus (yenta) bridge #device pccard # PC Card (16-bit) bus #device cardbus # CardBus (32-bit) bus # Поддержка COM-портов device uart # Generic UART driver # Параллельный порт (интерфейс) на шине ISA #device ppc # Шина параллельного порта #device ppbus # Принтер на параллельном порту #device lpt # Драйвер TCP/IP через параллельный порт #device plip # Ввод/вывод общего назначения #device ppi # Привод Iomega Zip Drive. Требует включённых в ядро опций scbus и da #device vpo # Следующая строка должна быть раскоментирована, если у компьютера имеется # последовательная или параллельная PCI карта, для которой нужен драйвер puc #device puc # PCI Ethernet NICs. device de # DEC/Intel DC21x4x (``Tulip'') device em # Intel PRO/1000 Gigabit Ethernet Family device igb # Intel PRO/1000 PCIE Server Gigabit Family device ixgb # Intel PRO/10GbE Ethernet Card device le # AMD Am7900 LANCE and Am79C9xx PCnet device ti # Alteon Networks Tigon I/II gigabit Ethernet device txp # 3Com 3cR990 (``Typhoon'') device vx # 3Com 3c590, 3c595 (``Vortex'') # PCI Ethernet NICs that use the common MII bus controller code. # NOTE: Be sure to keep the 'device miibus' line in order to use these NICs! device miibus # MII bus support device ae # Attansic/Atheros L2 FastEthernet device age # Attansic/Atheros L1 Gigabit Ethernet device alc # Atheros AR8131/AR8132 Ethernet device ale # Atheros AR8121/AR8113/AR8114 Ethernet device bce # Broadcom BCM5706/BCM5708 Gigabit Ethernet device bfe # Broadcom BCM440x 10/100 Ethernet device bge # Broadcom BCM570xx Gigabit Ethernet device dc # DEC/Intel 21143 and various workalikes device et # Agere ET1310 10/100/Gigabit Ethernet device fxp # Intel EtherExpress PRO/100B (82557, 82558) device jme # JMicron JMC250 Gigabit/JMC260 Fast Ethernet device lge # Level 1 LXT1001 gigabit Ethernet device msk # Marvell/SysKonnect Yukon II Gigabit Ethernet device nfe # nVidia nForce MCP on-board Ethernet device nge # NatSemi DP83820 gigabit Ethernet #device nve # nVidia nForce MCP on-board Ethernet Networking device pcn # AMD Am79C97x PCI 10/100 (precedence over 'le') device re # RealTek 8139C+/8169/8169S/8110S device rl # RealTek 8129/8139 device sf # Adaptec AIC-6915 (``Starfire'') device sge # Silicon Integrated Systems SiS190/191 device sis # Silicon Integrated Systems SiS 900/SiS 7016 device sk # SysKonnect SK-984x & SK-982x gigabit Ethernet device ste # Sundance ST201 (D-Link DFE-550TX) device stge # Sundance/Tamarack TC9021 gigabit Ethernet device tl # Texas Instruments ThunderLAN device tx # SMC EtherPower II (83c170 ``EPIC'') device vge # VIA VT612x gigabit Ethernet device vr # VIA Rhine, Rhine II device wb # Winbond W89C840F device xl # 3Com 3c90x (``Boomerang'', ``Cyclone'') # ISA Ethernet NICs. pccard NICs included. device cs # Crystal Semiconductor CS89x0 NIC # 'device ed' requires 'device miibus' device ed # NE[12]000, SMC Ultra, 3c503, DS8390 cards device ex # Intel EtherExpress Pro/10 and Pro/10+ device ep # Etherlink III based cards device fe # Fujitsu MB8696x based cards device ie # EtherExpress 8/16, 3C507, StarLAN 10 etc. device sn # SMC's 9000 series of Ethernet chips device xe # Xircom pccard Ethernet # Поддержка wi-fi протокола #device wlan # 802.11 support # Для отладки устройств wi-fi - вывод сообщений об ошибках #options IEEE80211_DEBUG # enable debug msgs #options IEEE80211_AMPDU_AGE # age frames in AMPDU reorder q's # Поддержка технологии MESH и протокола 802.11s #options IEEE80211_SUPPORT_MESH # enable 802.11s draft support # Поддержка шифрования данных WEP, CCMP, TKIP #device wlan_wep # 802.11 WEP support #device wlan_ccmp # 802.11 CCMP support #device wlan_tkip # 802.11 TKIP support #device wlan_amrr # AMRR transmit rate control algorithm #device an # Aironet 4500/4800 802.11 wireless NICs. #device ath # Atheros pci/cardbus NIC's #device ath_hal # pci/cardbus chip support #options AH_SUPPORT_AR5416 # enable AR5416 tx/rx descriptors #device ath_rate_sample # SampleRate tx rate control for ath #device ral # Ralink Technology RT2500 wireless NICs. #device wi # WaveLAN/Intersil/Symbol 802.11 wireless NICs. #device wl # Older non 802.11 Wavelan wireless NIC. # Псевдо-устройства # Петлевой интерфейс, устройство для обратной связи, используется TCP/IP. # Считаю параметр обязательным. device loop # Генератор случайных чисел для криптографической защиты (/dev/random) device random # Если работать с сетью планируется - включить это псевдоустройство. # Является поддержкой стандартного кода протокола Ethernet device ether # Поддержка vlan ядром, полезно, если нужно создавать виртуальные # локальные компьютерные сети device vlan # Пакетный тунель. Используется программных обеспечением PPP (dialup) device tun # Псевдо-консоли. Обязательно (я считаю), имитирует порт для входа для #telnet, ssh, rlogin и других. device pty # Псевдо-устройства для памяти (диски в памяти), позволяет хранить файлы # в памяти. device md # Memory "disks" device gif # IPv6 and IPv4 tunneling device faith # IPv6-to-IPv4 relaying (translation) device firmware # firmware assist module # Псевдо-устройство, фильтр пакетов Berkeley. Позволяет сетевым интерфейсам # работать в неразборчивом режиме (promiscious), в котором перехватывается # любой пакет в широковещательной сети. Эти пакеты могут быть сохранены, к # примеру. Используется для таких вещей и утилит, как tcpdump, trafshow, # dhclient. Если планируется использование DHCP - оставлять опцию. device bpf # Berkeley packet filter # USB support options USB_DEBUG # enable debug msgs device uhci # UHCI PCI->USB interface device ohci # OHCI PCI->USB interface device ehci # EHCI PCI->USB interface (USB 2.0) device usb # USB Bus (required) #device udbp # USB Double Bulk Pipe devices device uhid # "Human Interface Devices" device ukbd # Keyboard device ulpt # Printer device umass # Disks/Mass storage - Requires scbus and da device ums # Mouse device urio # Diamond Rio 500 MP3 player # USB Serial devices device u3g # USB-based 3G modems (Option, Huawei, Sierra) device uark # Technologies ARK3116 based serial adapters device ubsa # Belkin F5U103 and compatible serial adapters device uftdi # For FTDI usb serial adapters device uipaq # Some WinCE based devices # Девайсы uplcom, ucom (к ним ещё нужен uart, поддержка com-портов) # мне пригодились для подключения gsm-шлюза телефона Siemens CX65 device uplcom device ucom device uslcom # SI Labs CP2101/CP2102 serial adapters device uvisor # Visor and Palm devices device uvscom # USB serial support for DDI pocket's PHS # USB Ethernet, requires miibus device aue # ADMtek USB Ethernet device axe # ASIX Electronics USB Ethernet device cdce # Generic USB over Ethernet device cue # CATC USB Ethernet device kue # Kawasaki LSI USB Ethernet device rue # RealTek RTL8150 USB Ethernet device udav # Davicom DM9601E USB # USB Wireless #device rum # Ralink Technology RT2501USB wireless NICs #device uath # Atheros AR5523 wireless NICs #device ural # Ralink Technology RT2500USB wireless NICs #device zyd # ZyDAS zb1211/zb1211b wireless NICs # FireWire support #device firewire # FireWire bus code #device sbp # SCSI over FireWire (Requires scbus and da) #device fwe # Ethernet over FireWire (non-standard!) #device fwip # IP over FireWire (RFC 2734,3146) #device dcons # Dumb console driver #device dcons_crom # Configuration ROM for dcons
Ещё раз проверяем созданный конфигурационный файл ядра.
#2. Сборка нового ядра
А далее собственно сборка ядра.
# cd /usr/src/ # make buildkernel KERNCONF=CORE-IPFW-DUMMYNET && make installkernel KERNCONF=CORE-IPFW-DUMMYNET
После сборки следует удалить дамп бинарников прошлого ядра, автоматически созданный системой при инсталлировании нового ядра.
# rm -r /boot/kernel.old/
Как только ядро будет создано, можно перезагружаться. Если установка нового ядра происходит удалённо, лучше воспользоваться единожды загрузкой с нового ядра, для тестирования (утилита nextboot, смотри ниже).
Включение и исключение опций в GENERIC через дополнительный файл
Если необходимо оставить ядро GENERIC со всеми его опциями и в дополнение включить какие-либо модули (или исключить), то можно не редактировать GENERIC, а в дополнительном файле, например SMP-PAE-IPFW приинклудить опции GENERIC’а.
ident CORE-IPFW-DUMMYNET include GENERIC
Подключать дополнительные модули и девайсы.
options SMP device apic
Отключать модули и девайсы из GENERIC’а…
nooption SMP nodevice apic
Такой подход хорош тем, что в зависимости от версии FreeBSD, файл GENERIC меняется (опции, девайсы) и в результате в разных версиях, даже при изменении опций GENERIC’а, такой подход будет работать.
Многопоточная сборка
Если в системе, где происходит сборка установлено несколько процессоров или в имеющемся процессоре несколько ядер – есть смысл уменьшить время сборки и использовать многопоточную сборку ядра с помощью ключа -j для make. Рекомендуется выставлять значение потоков на один больше, чем имеется в системе, т.е. если 2 ядра в процессоре – ставим j3.
# make -j3 buildkernel KERNCONF=CORE-IPFW-DUMMYNET && make installkernel KERNCONF=CORE-IPFW-DUMMYNET && date
Официально разработчиками данная опция не поддерживается, так что если компиляция вылетает с ошибкой – убрать этот ключ и снова запустить компилирование.
Удалённое тестирование собранного ядра
Бывает очень часто, что администратор собирает новое ядро удалённо, по сети. И в случае, если собранное ядро после перезагрузки не запустится (например, на главном маршрутизаторе), то кто-то может поседеть, а кто-то вдоволь наговориться с клиентами по телефону, с очередью звонков. К счастью, есть прекрасная утилита nextboot, с помощью которой можно указать с какого ядра грузиться при следующей перезагрузке единожды.
Для начала директорию собранного ядра переменуем в /boot/kernel.test, а в /boot/kernel запишем рабочее проверенное ядро (прошлое, из /boot/kernel.good).
# mv /boot/kernel /boot/kernel.test # mkdir /boot/kernel # cp /boot/kernel.good/* /boot/kernel/
После этого применим утилиту nextboot, указав откуда системе грузить ядро единожды при только следующей перезагрузке (путь к новому ядру указывается относительно директории /boot).
# nextboot -k kernel.test
Появится файл /boot/nextboot.conf, можно в него заглянуть и увидеть некоторые настройка. Проверим всё ещё раз и перезагружаем сервер.
# shutdown -r now
После перезагрузки логинимся на сервер и смотрим с каким ядром система запущена.
# uname -a FreeBSD host.name.ru 8.2-RELEASE FreeBSD 8.2-RELEASE #0: user@host.name.ru:/usr/obj/usr/src/sys/CORE-IPFW-DUMMYNET amd64
Что нам и требовалось. Перемещаем данное ядро в /boot/kernel и можно ещё раз перезагрузить сервер и проверить загружаемость нового ядра по-умолчанию.
# rm -r /boot/kernel # mv /boot/kernel.test /boot/kernel # shutdown -r now
