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
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
