Arch linux kernel modules

Kernel/Traditional compilation

This article is an introduction to building custom kernels from kernel.org sources. This method of compiling kernels is the traditional method common to all distributions. It can be, depending on your background, more complicated than using the Kernels/Arch Build System. Consider the Arch Build System tools are developed and maintained to make repeatable compilation tasks efficient and safe.

Contents

Preparation

It is not necessary (or recommended) to use the root account or root privileges (i.e. via Sudo) for kernel preparation.

Install the core packages

Install the base-devel package group, which contains necessary packages such as make and gcc . It is also recommended to install the following packages, as listed in the default Arch kernel PKGBUILD: xmlto , kmod , inetutils , bc , libelf , git , cpio , perl , tar , xz .

Create a kernel compilation directory

It is recommended to create a separate build directory for your kernel(s). In this example, the directory kernelbuild will be created in the home directory:

Download the kernel source

Download the kernel source from https://www.kernel.org. This should be the tarball ( tar.xz ) file for your chosen kernel.

It can be downloaded by simply right-clicking the tar.xz link in your browser and selecting Save Link As. , or any other number of ways via alternative graphical or command-line tools that utilise HTTP, TFTP, Rsync, or Git.

In the following command-line example, wget has been installed and is used inside the

/kernelbuild directory to obtain kernel 4.8.6:

You should also verify the correctness of the download before trusting it. First grab the signature, then use that to grab the fingerprint of the signing key, then use the fingerprint to obtain the actual signing key:

Note the signature was generated for the tar archive (i.e. extension .tar ), not the compressed .tar.xz file that you have downloaded. You need to decompress the latter without untarring it. Verify that you have xz installed, then you can proceed like so:

Do not proceed if this does not result in output that includes the string «Good signature».

If wget was not used inside the build directory, it will be necessary to move the tarball into it, e.g.

Unpack the kernel source

Within the build directory, unpack the kernel tarball:

To finalise the preparation, ensure that the kernel tree is absolutely clean; do not rely on the source tree being clean after unpacking. To do so, first change into the new kernel source directory created, and then run the make mrproper command:

Kernel configuration

This is the most crucial step in customizing the default kernel to reflect your computer’s precise specifications. Kernel configuration is set in its .config file, which includes the use of Kernel modules. By setting the options in .config properly, your kernel and computer will function most efficiently.

You can do a mixture of two things:

• Use the default Arch settings from an official kernel (recommended)
• Manually configure the kernel options (optional, advanced and not recommended)

Default Arch configuration

This method will create a .config file for the custom kernel using the default Arch kernel settings. If a stock Arch kernel is running, you can use the following command inside the custom kernel source directory:

Otherwise, the default configuration can be found online in the official Arch Linux kernel package.

Advanced configuration

There are several tools available to fine-tune the kernel configuration, which provide an alternative to otherwise spending hours manually configuring each and every one of the options available during compilation.

Those tools are:

• make menuconfig : Command-line ncurses interface superseded by nconfig
• make nconfig : Newer ncurses interface for the command-line
• make xconfig : User-friendly graphical interface that requires packagekit-qt5 to be installed as a dependency. This is the recommended method — especially for less experienced users — as it is easier to navigate, and information about each option is also displayed.
• make gconfig : Graphical configuration similar to xconfig but using gtk. This requires gtk2 , glib2 and libgladeAUR .

The chosen method should be run inside the kernel source directory, and all will either create a new .config file, or overwrite an existing one where present. All optional configurations will be automatically enabled, although any newer configuration options (i.e. with an older kernel .config ) may not be automatically selected.

Once the changes have been made save the .config file. It is a good idea to make a backup copy outside the source directory. You may need to do this multiple times before you get all the options right.

If unsure, only change a few options between compilations. If you cannot boot your newly built kernel, see the list of necessary config items here.

Running lspci -k # from liveCD lists names of kernel modules in use. Most importantly, you must maintain cgroups support. This is necessary for systemd. For more detailed information, see Gentoo:Kernel/Gentoo Kernel Configuration Guide and Gentoo:Intel#Kernel or Gentoo:Ryzen#Kernel for Intel or AMD Ryzen processors.

Compilation

Compilation time will vary from as little as fifteen minutes to over an hour, depending on your kernel configuration and processor capability. Once the .config file has been set for the custom kernel, within the source directory run the following command to compile:

Installation

Install the modules

Once the kernel has been compiled, the modules for it must follow. First build the modules:

Then install the modules. As root or with root privileges, run the following command to do so:

This will copy the compiled modules into /lib/modules/ — . For example, for kernel version 4.8 installed above, they would be copied to /lib/modules/4.8.6-ARCH . This keeps the modules for individual kernels used separated.

Copy the kernel to /boot directory

The kernel compilation process will generate a compressed bzImage (big zImage) of that kernel, which must be copied to the /boot directory and renamed in the process. Provided the name is prefixed with vmlinuz- , you may name the kernel as you wish. In the examples below, the installed and compiled 4.8 kernel has been copied over and renamed to vmlinuz-linux48 :

Make initial RAM disk

If you do not know what making an initial RAM disk is, see Initramfs on Wikipedia and mkinitcpio.

Automated preset method

An existing mkinitcpio preset can be copied and modified so that the custom kernel initramfs images can be generated in the same way as for an official kernel. This is useful where intending to recompile the kernel (e.g. where updated). In the example below, the preset file for the stock Arch kernel will be copied and modified for kernel 4.8, installed above.

First, copy the existing preset file, renaming it to match the name of the custom kernel specified as a suffix to /boot/vmlinuz- when copying the bzImage (in this case, linux48 ):

Second, edit the file and amend for the custom kernel. Note (again) that the ALL_kver= parameter also matches the name of the custom kernel specified when copying the bzImage :

Finally, generate the initramfs images for the custom kernel in the same way as for an official kernel:

Manual method

Rather than use a preset file, mkinitcpio can also be used to generate an initramfs file manually. The syntax of the command is:

• -k ( —kernel ): Specifies the modules to use when generating the initramfs image. The name will be the same as the name of the custom kernel source directory (and the modules directory for it, located in /usr/lib/modules/ ).
• -g ( —generate ): Specifies the name of the initramfs file to generate in the /boot directory. Again, using the naming convention mentioned above is recommended.

For example, the command for the 4.8 custom kernel installed above would be:

Copy System.map

The System.map file is not required for booting Linux. It is a type of «phone directory» list of functions in a particular build of a kernel. The System.map contains a list of kernel symbols (i.e function names, variable names etc) and their corresponding addresses. This «symbol-name to address mapping» is used by:

• Some processes like klogd, ksymoops, etc.
• By OOPS handler when information has to be dumped to the screen during a kernel crash (i.e info like in which function it has crashed).

If your /boot is on a filesystem which supports symlinks (i.e., not FAT32), copy System.map to /boot , appending your kernel’s name to the destination file. Then create a symlink from /boot/System.map to point to /boot/System.map- :

After completing all steps above, you should have the following 3 files and 1 soft symlink in your /boot directory along with any other previously existing files:

• Kernel: vmlinuz-
• Initramfs: Initramfs- .img
• System Map: System.map-
• System Map kernel symlink

Bootloader configuration

Add an entry for your new kernel in your bootloader’s configuration file. See Arch boot process#Feature comparison for possible boot loaders, their wiki articles and other information.

Источник

Kernel module (Русский)

Модули ядра — это отдельные кусочки кода, которые могут быть загружены и выгружены из ядра по мере необходимости. Они расширяют функциональность ядра без необходимости перезагрузки системы.

Contents

Обзор

Чтобы создать модуль ядра, вы можете прочитать The Linux Kernel Module Programming Guide. Модуль можно сконфигурировать как вкомпилированный, а можно как загружаемый. Чтобы иметь возможность динамически загружать или выгружать модуль, его необходимо сконфигурировать как загружаемый модуль в настройке ядра (в этом случае строка, относящаяся к модулю должна быть отмечена буквой M ).

Модули хранятся в /usr/lib/modules/kernel_release . Чтобы узнать текущую версию вашего ядра, используйте команду uname -r .

Получение информации

Чтобы узнать, какие модули ядра загружены в настоящий момент:

Чтобы показать информацию о модуле:

Чтобы вывести список опций, с которыми загружен модуль:

Чтобы отобразить настройки для всех модулей:

Чтобы отобразить настройки для отдельного модуля:

Чтобы узнать зависимости модуля (или его псевдонима), включая сам модуль:

Автоматическое управление модулями

Сегодня все необходимые загрузки модулей делаются автоматически с помощью udev, поэтому если вам не нужно загружать какие-либо модули, не входящие в стандартное ядро, вам не придётся прописывать модули, требующиеся для загрузки в каком-либо конфигурационном файле. Однако, бывают случаи, когда вам необходимо загружать свой модуль в процессе загрузки или наоборот не загружать какой-то стандартный модуль, чтобы ваш компьютер правильно функционировал.

Чтобы дополнительные модули ядра загружались автоматически в процессе загрузки, создаются статические списки в конфигурационных файлах в директории /etc/modules-load.d/ . Каждый конфигурационный файл называется по схеме /etc/modules-load.d/

.conf . Эти конфигурационные файлы содержат список названий модулей ядра, которые необходимо грузить, разделённых переносом строки. Пустые строки и строки, в которых первым непробельным символом является # или ; , игнорируются.

Смотрите modules-load.d(5) для дополнительной информации.

Управление модулями вручную

Управление модулями ядра производится с помощью утилит, предоставляемых пакетом kmod . Вы можете использовать эти утилиты вручную.

Загрузка модуля из другого места (для тех модулей, которых нет в /lib/modules/$(uname -r)/ ):

Альтернативный вариант выгрузки модуля:

Настройка параметров модуля

Чтобы передать параметр модулю ядра, вы можете воспользоваться конфигурационным файлом в modprobe или использовать командную строку ядра.

С помощью файлов в /etc/modprobe.d/

Файлы в директории /etc/modprobe.d/ можно использовать для передачи настроек модуля в udev, который через modprobe управляет загрузкой модулей во время загрузки системы. Конфигурационные файлы в этой директории могут иметь любое имя, оканчивающееся расширением .conf . Синтаксис следующий:

С помощью командной строки ядра

Если модуль вкомпилирован в ядро, вы также можете передать параметры модулю с помощью командной строки ядра. Для всех стандартных загрузчиков, подойдёт следующий синтаксис:

Просто добавьте это в загрузчике в строку с ядром, как описано в параметрах ядра.

Создание псевдонимов

Псевдонимы (алиасы) — это альтернативные названия для модуля. Например: alias my-mod really_long_modulename означает, что вы можете использовать modprobe my-mod вместо modprobe really_long_modulename . Вы также можете использовать звёздочки в стиле shell, то есть alias my-mod* really_long_modulename будет иметь тот же эффект, что и modprobe my-mod-something . Создайте алиас:

У некоторых модулей есть алиасы, которые используются для их автоматической загрузки, когда они потребуются определённой программе. Отключение этих алиасов может предотвратить их автоматическую загрузку, при этом остаётся возможность из загрузки вручную.

Запрет загрузки

В терминах модулей ядра blacklisting означает механизм, предотвращающий загрузку какого-то модуля. Это может понадобиться, например если вам не нужна работа какого-то оборудования или если загрузка данного модуля вызывает проблемы: например, могут быть два модуля ядра, которые пытаются управлять одним и тем же оборудованием, и их совместная загрузка приводит к конфликту.

Некоторые модули загружаются как часть initramfs. Команда mkinitcpio -M напечатает все автоматически обнаруженные модули: для предотвращения initramfs от загрузки каких-то из этих модулей, занесите их в чёрный список в /etc/modprobe.d/modprobe.conf . Команда mkinitcpio -v отобразит все модули, которые необходимы некоторым хукам (например, filesystems хук, block хук и т.д.). Не забудьте добавить этот .conf файл в секцию FILES в /etc/mkinitcpio.conf , если вы этого ещё не сделали, пересоберите initramfs после того, как вы запретили загрузку модулей, а затем перезагрузитесь.

С помощью файлов в /etc/modprobe.d/

Создайте .conf файл в /etc/modprobe.d/ и добавьте строку для каждого модуля, который вы хотите запретить, используя ключевое слово blacklist . Например, если вы хотите запретить загружать модуль pcspkr :

Можно изменить такое поведение. Команда install заставляет modprobe запускать вашу собственную команду вместо вставки модуля в ядро как обычно. Поэтому вы можете насильно сделать так, чтобы модуль никогда не загружался:

Это запретит данный модуль и все модули, зависящие от него.

С помощью командной строки ядра

Вы также можете запрещать модули из загрузчика.

Источник