Kernel (Русский)
Ядро Linux — ядро операционной системы, соответствующее стандартам POSIX, составляющее основу операционных систем семейства Linux.
Дистрибутив Arch Linux основан на ядре Linux. Помимо основной стабильной (stable) версии в Arch Linux можно использовать некоторые альтернативные ядра. В статье описываются доступные в официальных репозиториях версии ядер, возможные патчи, а также способы, которыми пользователи могут скомпилировать собственное ядро.
Пакет ядра устанавливается в файловую систему в каталоге /boot/ . Для загрузки нужного ядра при запуске системы необходимо соответствующим образом настроить загрузчик.
Contents
Официальные ядра
Помощь при работе с официальными ядрами можно найти на форуме и в баг-трекере.
- Stable — «ванильное» ядро Linux с модулями и некоторыми патчами.
https://www.kernel.org/ || linux
- Hardened — ориентированное на безопасность ядро Linux с набором патчей, защищающих от эксплойтов ядра и пространства пользователя. Содержит больше защитных особенностей, чем linux .
https://github.com/anthraxx/linux-hardened || linux-hardened
- Longterm — ядро и модули с долгосрочной поддержкой (Long Term Support, LTS).
https://www.kernel.org/ || linux-lts
- Zen Kernel — результат коллективных усилий исследователей с целью создать лучшее из возможных ядер Linux для систем общего назначения. Подробности проекта можно найти на сайте liquorix.net (там же можно скачать двоичные файлы Zen-ядра для Debian).
https://github.com/zen-kernel/zen-kernel || linux-zen
Компиляция
Скомпилировать собственное ядро можно двумя способами:
/Arch Build System Преимущества — наличие готового PKGBUILD для пакета linux и удобство системы управления пакетами. /Традиционная компиляция Ручная загрузка архива файлов с исходными кодами ядра и их компиляция.
Файлы конфигурации пакетов с ядрами Arch можно найти в исходниках (например, файл [1] из linux ). Если включена опция ядра CONFIG_IKCONFIG_PROC , то файл /proc/config.gz содержит настройки ядра, которое работает на вашей машине в данный момент.
Некоторые из перечисленных пакетов могут быть также доступны в двоичном виде в неофициальных репозиториях.
Ядра kernel.org
- Git — ядро Linux, собранное из файлов с исходным кодом из git-репозитория Линуса Торвальдса.
https://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git || linux-gitAUR
- Mainline — ядра, в которых появляются все нововведения. Выходят каждые 2-3 месяца.
https://www.kernel.org/ || linux-mainlineAUR
- Next — самые новейшие ядра, с улучшениями, которые будут добавлены в следующий mainline-выпуск.
https://www.kernel.org/doc/man-pages/linux-next.html || linux-next-gitAUR
- Longterm 4.4 — LTS-ядро версии 4.4.
https://www.kernel.org/ || linux-lts44AUR
- Longterm 4.9 — LTS-ядро версии 4.9.
https://www.kernel.org/ || linux-lts49AUR
- Longterm 4.14 — LTS-ядро версии 4.14.
https://www.kernel.org/ || linux-lts414AUR
- Longterm 4.19 — LTS-ядро версии 4.19.
https://www.kernel.org/ || linux-lts419AUR
- Longterm 5.4 — LTS-ядро версии 5.4.
https://www.kernel.org/ || linux-lts54AUR
Неофициальные ядра
- Aufs — совместимое с aufs ядро Linux. Полезно при работе с Docker.
http://aufs.sourceforge.net/ || linux-aufsAUR
- Ck — патч от Con Kolivas, повышение быстродействия для настольных систем с любым типом нагрузки.
http://ck.kolivas.org/ || linux-ckAUR
- Clear — патчи проекта Clear Linux от Intel. Содержит улучшения производительности и безопасности.
https://github.com/clearlinux-pkgs/linux || linux-clearAUR
- GalliumOS — ядро Linux с патчами GalliumOS для Хромбуков.
https://github.com/GalliumOS/linux || linux-galliumosAUR
- Libre — без проприетарных или обфусцированных драйверов устройств.
https://www.fsfla.org/ikiwiki/selibre/linux-libre/ || linux-libreAUR
- Liquorix — ядро, собранное из исходного кода Zen с настройками для Debian. Разработан для настольных, мультимедийных и игровых систем, часто используется в качестве замены основному ядру Debian. Создатель патча Liquorix, Damentz, также является разработчиком набора патчей Zen.
https://liquorix.net || linux-lqxAUR
- MultiPath TCP — ядро с поддержкой Multipath TCP.
https://multipath-tcp.org/ || linux-mptcpAUR
- pf-kernel — набор неплохих улучшений, не вошедших в mainline. Сопровождается разработчиком ядра. Предоставляет порты улучшений для новых версий ядра, если они не были выпущены официально. Наиболее важные нововведения — UKSM и планировщик процессорного времени PDS.
https://gitlab.com/post-factum/pf-kernel/wikis/README || Пакеты:
- Репозиторий разработчика pf-kernel, post-factum.
- Репозиторий с пакетами linux-pfAUR и linux-pf-preset-defaultAUR от создателя форка pf-kernel, Thaodan.
- linux-pf-gitAUR от yurikoles
- Realtime kernel — поддерживается небольшой группой разработчиков, возглавляемой Ingo Molnar. Патч позволяет применять kernel preemption практически ко всему ядру за исключением небольших участков кода («raw_spinlock critical regions»). Этого удалось добиться за счёт замены большинства спинлоков ядра на мьютексы с поддержкой наследования приоритета, а также перемещением всех прерываний (в том числе и программных) в потоки ядра.
https://wiki.linuxfoundation.org/realtime/start || linux-rtAUR , linux-rt-ltsAUR
- Tkg — ядро с набором патчей для планировщиков PDS и Project C / BMQ. Стандартный планировщик CFS также доступен. Изменения нацелены на улучшение баланса интерактивность/производительность в играх. Автор и сопроводитель — Etienne Juvigny (Tk-Glitch).
https://github.com/Frogging-Family/linux-tkg || not packaged? search in AUR
- VFIO — патч ядра от Alex Williamson с поддержкой PCI Passthrough для KVM на некоторых машинах.
https://lwn.net/Articles/499240/ || linux-vfioAUR , linux-vfio-ltsAUR
- XanMod — улучшение производительности ядер рабочих станций, игровых компьютеров, медиацентров и других систем. Включает планировщик MuQSS, планировщик ввода-вывода BFQ, алгоритм дедупликации памяти в реальном времени UKSM, алгоритм управления перегрузками TCP BBR, расширенный набор команд для архитектуры x86_64 и другие изменения.
https://xanmod.org/ || linux-xanmodAUR
Отладка регрессий
Прежде всего проверьте ядро linux-mainline AUR на предмет того, не была ли проблема уже решена. В прикреплённом комментарии указан репозиторий с уже собранными ядрами, так что собирать ядро вручную не придётся.
Если проблема проявляется не слишком часто, то имеет смысл попробовать LTS-ядро ( linux-lts ). Старые версии LTS-ядер можно найти в архиве Arch Linux.
Если избавиться от проблемы не удалось, попробуйте локализовать баг в linux-git AUR , после чего сообщите о нём в баг-трекер ядра. Важно проверять ванильное непропатченное ядро, чтобы убедиться, что причиной ошибки является не патч. Если проблемы вызывает патч, то сообщите об этом его автору.
Источник
Zen Kernel — зачем ползать если можно летать?
Уже около месяца в моем Arch Linux крутится zen kernel. Довольно неплохо обработанное напильником, с кучей пачтей и дополнительных фич не входящих в ванильное ядро. Сегодня я расскажу что же оно есть такое и чуток углублюсь в дебри 🙂
Ядро Zen
Zen представляет собой вариант ядра Linux, который предназначен для настольных компьютеров. Это «исправленный» Linux для настольных/не-серверных систем, использует комбинацию нескольких проектов, обновляет код через git-репозиторий, а так же имеет несколько специфичных для Zen вещей стремящихся удовлетворить большинство потребностей пользователей реализовав их в одном ядре. Некоторые примеры слияния кодов это drm-next, wireless-testing, выбор планировщиков CPU (CFS/BFS), BFQ планировщик ввода-вывода, aufs, unionfs, reiser4, tuxonice, PHC, и многие другие замечательные вещи которые замечательно подойдут для улучшения настроек настольных или ноутбук систем или просто код улучшающий производительность настольных систем. Однако объединенный код может изменится в любой момент. Так же, «передовые технологии» такие как drm-next, wireless-testing, linux-2.6.git, или что-то другое по сути дела являющееся «передовыми разработками» слиты с кодом только в нестабильной ветке (zen.git).
Основной целью является удовлетворение запросов людей в различных областях, запускающих ядро Linux на непроизводственных машинах . Эти области включают в себя производительность, драйверы/новейшие драйверы, и новые «фичи» (новые возможности могут включать в себя все — от файловых систем до tuxonice). Вторая цель — предоставление тестового полигона для новинок включаемых, но не принятых в основное ядро Linux. Это обеспечивает разработчиков такого кода большой базой тестеров которые особенно ценны, когда необходимо поправить несколько ошибок в скрипте, или найти проблемы при работе на различном оборудовании.
Что включено в Zen-ядро?
Код включаемый в zen ядро может быть разным в разное время. Несколько примеров проектов которые были последовательно объединены с zen: bfs/zen-sched, bfq i/o планировщик, aufs, reiser4, tuxonice, smapi, linux PHC, mactel, gc-linux, fbcondecor, cko, и другие. Это не точный список того что указано на сайте, и он может изменяться от релиза к релизу.
Если вам интересно знать что включается в zen ядро в любой момент времени, посетите gitweb и прочитайте, или поищите в логах git. Интерфейс gitweb отображает все вносимые правки с пояснениями к ним, а так же все ветки которые существуют в дереве. Эта информация отображается для текущей ‘master’ ветки дерева и для любой существующей метки (вы так же можете вернуться назад и посмотреть старые релизы).
Как альтернатива этому — это подробная документация включающая даже документацию к проектам включенным в Zen ядро, она может быть найдена на странице Документации.
Отличие между zen.git и zen-stable.git
Zen-Stable.git
- Создается на основе последнего стабильного ядра: нет RC ядер (2.6.X.Y)
- Не имеет репозитория новинок для будущего слияния с основным кодом (нет drm-next, sound-2.6.git, wireless-testing, или любых других «тестовых» деревьев)
- Не включает код «просто посмотрите работает ли это»
- Имеет только stable + stable zen метки (нет -rc меток)
Zen.git
- Берется из linux-2.6.git: -rc/git ядра (2.6.X-rcY)
- Имеет git-репозиторий нововведений (drm-next, sound-2.6.git, wireless-testing)
- Новые проекты которые хотят протестить включаются сюда, смотрят как они работают в Zen.git, если все нормально и стабильно то можгут быть включены в zen-stable.git.
- Только unstable + unstable zen метки (только -rc метки)
Вам не требуется клонировать оба zen-stable.git и zen.git если вам хочется использовать оба дерева одновременно! Прочитайте «Как переключаться между zen-stable и zen в одном древе»
Так вы сможете получить все метки (не только -rc или stable метки), и получить оба древа в одном.
Источник
Есть ли польза от кастомных ядер
Тесты
Arch Linux
Начнем с теста Arch Linux на нетбуке.
Результаты теста UnixBench на стандартном ядре (3.0-ARCH):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 3432673.5 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 294.1 |
| Double-Precision Whetstone | 821.7 | MWIPS | 10.2 s | 7 | 55.0 | 149.4 |
| Execl Throughput | 1048.3 | lps | 29.7 s | 2 | 43.0 | 243.8 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 120834.3 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 305.1 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 36417.8 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 220.0 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 290993.0 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 501.7 |
| Pipe Throughput | 240124.9 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 193.0 |
| Pipe-based Context Switching | 21672.7 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 54.2 |
| Process Creation | 2885.9 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 229.0 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 738.5 | lpm | 60.0 s | 2 | 42.4 | 174.2 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 135.6 | lpm | 60.4 s | 2 | 6.0 | 226.1 |
| System Call Overhead | 600176.7 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 400.1 |
| System Benchmarks Index Score: | 221.1 | |||||
А вот тот же тест на pf-kernel (3.0-pf):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 3700926.6 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 317.1 |
| Double-Precision Whetstone | 846.1 | MWIPS | 10.2 s | 7 | 55.0 | 153.8 |
| Execl Throughput | 1343.2 | lps | 29.6 s | 2 | 43.0 | 312.4 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 127468.0 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 321.9 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 37622.9 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 227.3 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 342606.2 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 590.7 |
| Pipe Throughput | 296672.7 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 238.5 |
| Pipe-based Context Switching | 41227.5 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 103.1 |
| Process Creation | 3969.3 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 315.0 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 861.1 | lpm | 60.1 s | 2 | 42.4 | 203.1 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 159.4 | lpm | 60.2 s | 2 | 6.0 | 265.6 |
| System Call Overhead | 642005.3 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 428.0 |
| System Benchmarks Index Score: | 264.6 | |||||
Как видно, общий прирост производительности составил 20%.
Ubuntu
Теперь результаты этих же тестов, но у же для Ubuntu.
На стандартном ядре (2.6.38-11-generic):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 39162082.2 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 3355.8 |
| Double-Precision Whetstone | 9143.1 | MWIPS | 9.9 s | 7 | 55.0 | 1662.4 |
| Execl Throughput | 11472.2 | lps | 29.8 s | 2 | 43.0 | 2668.0 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 1041722.3 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 2630.6 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 327345.4 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 1977.9 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 1730411.9 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 2983.5 |
| Pipe Throughput | 4204868.3 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 3380.1 |
| Pipe-based Context Switching | 738528.0 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 1846.3 |
| Process Creation | 32309.9 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 2564.3 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 11023.5 | lpm | 60.0 s | 2 | 42.4 | 2599.9 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 1425.4 | lpm | 60.0 s | 2 | 6.0 | 2375.7 |
| System Call Overhead | 5723850.3 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 3815.9 |
| System Benchmarks Index Score: | 2580.4 | |||||
На pf ядре (2.6.38-pf8):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 71269301.5 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 6107.1 |
| Double-Precision Whetstone | 9175.2 | MWIPS | 9.9 s | 7 | 55.0 | 1668.2 |
| Execl Throughput | 12014.6 | lps | 30.0 s | 2 | 43.0 | 2794.1 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 1580881.5 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 3992.1 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 428842.2 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 2591.2 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 2315055.5 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 3991.5 |
| Pipe Throughput | 4389021.4 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 3528.2 |
| Pipe-based Context Switching | 831655.8 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 2079.1 |
| Process Creation | 34789.6 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 2761.1 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 11890.9 | lpm | 60.0 s | 2 | 42.4 | 2804.5 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 1506.4 | lpm | 60.0 s | 2 | 6.0 | 2510.7 |
| System Call Overhead | 5815793.6 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 3877.2 |
| System Benchmarks Index Score: | 3050.7 | |||||
Прирост составил 18%, что на мой взгляд довольно ощутимо. Почему второй тест выдал чуть меньший результат? Скорее всего, дело в том, что тест проводился на x86_64 и в стандартном ядре было больше оптимизаций под архитектуру процессора, чем при ядре собранном под Pentium Pro на Intel Atom (SSE и прочие).
Как из этого всего видно, смысл в сборке своего ядра есть. Результаты примерно одинаковые на двух довольно разных процессорах: Intel Atom N270 и Core 2 Duo E8500.
Описывать процесс установки ядра для ARCH я не буду, он максимально прост. Я уверен, что для его пользователей это не составит труда.
Источник
