Ядра linux с патчами

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

Применение патчей к ядру Linux

Джеспер Джал (Jesper Juhl), перевод Олега Смагина aka saturn721

Часто задаваемый вопрос в списке рассылки ядра линукс — это как применить патч к ядру, или, точнее, какой патч для какой версии ядра подходит. В данном документе это объясняется.

В дополнение к объяснению того, как применять и отменять патчи, здесь приводится краткое описание структуры различных ветвей ядра (и примеров того, как применять их конкретные патчи).

Что такое патч (patch)?

Патч, или заплатка — это небольшой текстовый документ, содержащий суть изменений между двумя разными версиями исходных текстов. Патчи создаются с помощью программы ‘diff’. Для правильного применения патча вам нужно знать, на основе чего он был создан, и в какую новую версию патч превратит исходные тексты ядра. И то и другое может быть представлено в метаданных файла патча и, возможно, в его названии.

Как применить или отменить патч?

Патч применяется с помощью программы ‘patch’. Эта программа читает файл различий (или патч) и делает изменения в нужных местах исходных текстов.

Патчи для ядра Linux генерируются относительно родительского каталога, содержащего исходные тексты ядра.

Это означает, что пути к файлам внутри файла патча содержат имя директории исходных текстов ядра, относительно которой этот патч генерировался (или имена некоторых других директорий подобно «a/» или «b/»).

Поскольку это имя вряд ли будет совпадать с именем директории исходных текстов ядра на вашей машине (хотя часто оно помогает увидеть, для какой версии ядра был создан данный патч), вам следует перейти в свою директорию, содержащую исходные тексты ядра и затем отбросить первый элемент в путевых именах файлов в файле патча до того, как его применить (для этого служит ключ -p1 в программе ‘patch’).

Чтобы отменить примененный патч, используйте ключ -R. Например, если вы применили патч следующим образом:

то отменить его можно так:

Как передавать файл заплатки/патча программе ‘patch’?

Это (как и в других Unix-подобных системах) может быть сделано несколькими способами. Во всех примерах, указанных ниже, я передаю файл (в разархивированном виде) программе через стандартный ввод, используя следующий синтаксис:

Если для вас этого достаточно, можете дальше не читать этот раздел.

Программе ‘patch’ можно передать имя файла, используя ключ -i, как в следующем примере:

Если файл патча содержится в архиве gzip или bzip, и вы не хотите распаковывать его заранее, можно вызвать ‘patch’ так:

Если файл патча содержится в архиве, и вы хотите разархивировать его вручную до применения, (в примерах ниже это предполагается), это можно сделать так:

Это даст вам обычный текстовый файл, который можно передавать программе ‘patch’ через стандартный ввод или через ключ -i, как вам захочется.

К числу других интересные ключей программы ‘patch’ относятся -s, вынуждающий программу не выводить никаких сообщений, кроме сообщений об ошибках, что позволяет лучше их заметить, и ключ —dry-run который заставляет программу просто выдать листинг того, что будет происходить, а в реальности ничего не менять. Наконец, ключ —verbose указывает программе ‘patch’ о потребности вывода максимума информации о происходящем.

Основные ошибки

Когда программа ‘patch’ применяет патч, она пытается проверить файл разными способами. В частности, проверяется, что файл является допустимым патч-файлом и что код, окружающий биты, которые должны быть изменены, соответствует контексту патча.

Если программа ‘patch’ считает, что в патче что-то выглядит неправильно, она может выбрать один из вариантов поведения — отказаться проводить изменения и закончить работу или попытаться найти способ применения патча с небольшими изменениями.

Один из примеров ситуации «что-то не так», которую программа пытается исправить, — это когда контекст изменений присутствует, нужные строки находятся, но у них другие номера. Так может случиться, к примеру, если программа ‘patch’ делает изменения в середине файла, но по каким-то причинам несколько строк в начале файла были добавлены или удалены. Если все остальное в порядке, программа обычно подгоняет номера строк и применяет патч.

Всякий раз, когда программа ‘patch’ применяет патч с его предварительной модификацией, она сообщает вам, что патч применен с ‘подгонкой’ (‘fuzz’).

Вы должны быть осторожны с подобными изменениям, поскольку даже если все выглядит верно, это не всегда так, и что-либо может быть неправильно.

Когда программа встречает изменения, которые она не может сделать даже с подгонкой, она отвергает их и производит файл с расширением .rej (reject file). Вы можете прочитать его, чтобы точно узнать, какие изменения не удалось применить, и при желании что-то исправить.

Если вы не применяете к исходным текстам своего ядра неофициальные патчи, а используете только патчи с ресурса kernel.org, применяя их в правильном порядке, и не делаете самостоятельных изменений в исходных текстах ядра, то вы никогда не увидите сообщений ‘fuzz’ или ‘reject’ от программы ‘patch’. Если они будут выдаваться, это свидетельствует об порче ваших локальных исходных текстов или скаченного патча. Вам стоит попробовать снова закачать патч, а если и это не устранит проблемы, то следует скачать полные исходные тексты ядра с kernel.org.

Давайте посмотрим на другие сообщения, которые может генерировать программа ‘patch’.

Если программа останавливается и выводит сообщение «File to patch:», значит она не смогла найти файл патча. Обычно это означает, что вы забыли указать ключ -p1 или находитесь не в нужной директории. Но иногда так случается, когда вы применяете патч, для которого нужен ключ -p0, а не -p1 (исследуйте файл патча на предмет этого, и если это так, то это ошибка человека, создавшего патч, и она поправима ).

Если вы получили сообщение «Hunk #2 succeeded at 1887 with fuzz 2 (offset 7 lines).» или подобное, это означает, что программа ‘patch’ регулировала применяемые изменения (в данном случае пришлось передвинуться на 7 строк от того места, где они должны были применяться, чтобы их стало можно применить). Результирующий файл может получиться правильным или неправильным в зависимости от причин, по которым исходный файл был не таким, как ожидалось. Так часто случается, когда вы пытаетесь применить патч не к той версии ядра.

Если вы получили сообщение «Hunk #3 FAILED at 2387.», это означает что программа не смогла применить патч даже с подгонкой. В этом случае генерируется файл .rej с информацией о неудавшемся изменении, а также файл с расширением .orig, содержащий оригинальный текст, который не удалось заменить.

Сообщение «Reversed (or previously applied) patch detected! Assume -R? [n]» означает, что программа обнаружила, что патч уже применен.

Если вы действительно применяли этот патч и вторичное применение — это ошибка, нажмите [n] и завершите выполнение программы. Если вы применяли его, а теперь хотели отменить, просто забыв ключ указать -R, нажмите [y]. Такое также случается, когда человек, создававший патч, поменял местами исходный и целевой каталоги, и в этом случае применение патча и заключается в отмене изменений.

Сообщение «patch: **** unexpected end of file in patch» или «patch unexpectedly ends in middle of line» означает, что программа не может обнаружить в файле патча нужное содержание. Это значит, что либо вы некорректно загрузили патч, либо пытаетесь применить патч не в разархивированном виде, либо применяете патч, переданный через почтовый клиент или что-то и подобное, разбивающее длинные строки на две. Зачастую такие предупреждения могут легко быть устранены путем объединения (конкатенации) таких двойных строк.

Как ранее указывалось, эти ошибки не могут проявиться, когда вы применяете официальные патчи с ресурса kernel.org в правильном порядке и к не измененным исходным текстам ядра. Таким образом, если это случается с патчами с kernel.org, это обозначает искажение патча при загрузке или исходных текстов на вашей машине, и вам стоит полностью заново перекачать исходные тексты ядра или патч, который вы намерены применить.

Есть ли альтернативы программе ‘patch’?

Можно использовать программу ‘interdiff’ (http://cyberelk.net/tim/patchutils/) для создания патча, представляющего разницу между двумя патчами, и дальнейшего его применения.

Она позволит вам перейти, например, от 2.6.12.2 к 2.6.12.3 за один шаг. Флаг -z программы interdiff позволяет работать с патчами в архивах gzip и bzip2, не извлекая их заранее вручную и без использования zcat и bzcat.

Однако, хотя эта программа поможет вам сэкономить один или два шага, рекомендуется применять все шаги, поскольку в некоторых случаях interdiff может сработать неправильно.

Другой альтернативой является сценарий ‘ketchup’, написанный на языке python, который автоматически скачивает и применяет патчи (http://www.selenic.com/ketchup/).

Другими интересными инструментами являются diffstat, который показывает сводку изменений, сделанных программой patch; lsdiff, который выводит краткий перечень файлов, затрагиваемых заданным патч-файлом, вместе с номерами изменяемых строк; и grepdiff, показывающий список файлов, модифицируемых патчем, для которых элементы патча содержат заданное регулярное выражение.

Где я могу скачать патчи?

Патчи доступны на http://kernel.org/ Наиболее свежие патчи доступны с главной страницы, но для них имеются и отдельные страницы.

Взамен ftp.kernel.org вы можете использовать ftp.cc.kernel.org, где cc — код страны. Использование для закачки зеркало из наиболее ближней к вам страны позволяет ускорить загрузку, сократить глобальный трафик и уменьшить нагрузку на сервер kernel.org. Поэтому при наличии возможности используйте зеркала.

Ядра 2.6.x

Имеются основные стабильные релизы, выпускаемые Линусом Торвальдсом. Чем больше номер, тем свежее релиз.

Если обнаруживаются регрессии или другие серьезные недостатки, для этих базовых релизов выпускается исправляющий патч -stable (смотри ниже). Как только выходит новый релиз 2.6.х основной ветки ядра, выпускается и патч, позволяющий перейти к нему от предыдущего релиза.

Чтобы применить патч от 2.6.11 к 2.6.12, нужно сделать следующее (учитывайте что такие патчи не применимы к ядрам версий 2.6.x.y, их можно применять только к базовым версиям 2.6.x ядро — если необходимо перейти от 2.6.x.y к 2.6.x+1, то нужно сперва применить патч, отменяющий 2.6.x.y, т.е. вернуться к 2.6.x).

Вот несколько примеров:

Ядра 2.6.x.y

Ядра с четырехцифренными номерами версий называются -stable. Они содержат минимальные критические исправления, касающиеся проблем безопасности или существенных регрессий, обнаруженных в данном ядре 2.6.х.

Это ветки, которые рекомендуются для пользователей, желающих иметь стабильное ядро и не заинтересованных в разработке и тестировании экспериментальных версий.

Если нет доступного ядра 2.6.x.y, то текущей стабильной версией является ядро с самым большим номером 2.6.x.

Не инкрементальность патча означает, например, что патч 2.6.12.3 подходит для обновления основной версии 2.6.12, но не промежуточной версии 2.6.12.2. Для применения патча 2.6.12.3 к существующему ядру 2.6.12.2 вы должны сперва отменить патч 2.6.12.2 (перейти назад к версии 2.6.12), а затем применить патч 2.6.12.3.

Вот небольшой пример:

Ядра -rc: релиз-кандидатные ядра

Это опытные ядра, выпускаемые Линусом, когда он сочтет, что текущее дерево git (приложение управления исходными текстами ядра) находится в состоянии, достаточно пригодном для тестирования.

Эти ядра не стабильны, и вам следует ожидать периодических проблем, если собираетесь их запускать. Однако они наиболее стабильны среди всех опытных ветвей ядра и, кроме того, в конечном итоге превращаются в стабильное ядро. Таким образом, очень важно тестировать их многим людям.

Это хороший выбор для тех, кто хочет тестировать новые ядра, но, на самом деле, не хочет экспериментировать. (Таким людям следует прочитать ниже разделы -git и -mm ниже).

Патчи -rc — не инкрементальные, они применяются к базовому ядру 2.6.x , подобно патчам 2.6.x.y, отмеченным выше. Часть номера версии ядра до суффикса -rcN указывает номер версии ядра, в которую, в конечном счете, все должно превратиться.

Таким образом, 2.6.13-rc5 означает, что это пятый кандидат-релиз для ядра 2.6.13, и патч должен применяться к версии 2.6.12.

Вот три примера наложения этого патча:

Ядра -git

Эти ежедневные снимки дерева ядра Линуса (сделанные в репозитарии git, поэтому такое название).

Эти патчи обычно ежедневные и представляют текущее состояние версии Линуса. Они более экспериментальные, чем -rc ядра, поскольку генерируются автоматически даже без беглого взгляда на их работоспособность.

Патчи -git — не инкрементальные и применяются к базовому ядру 2.6.х или базовому ядру 2.6.x.rc, что видно из их имен. Патч с именем 2.6.12-git1 применяется к ядру 2.6.12, а патч с именем 2.6.13-rc3-git2 — к 2.6.13-rc3.

Вот несколько примеров применения патчей:

Ядра -mm

Это экспериментальные ядра, выпускаемые Андрю Мортоном (Andrew Morton).

Ветка -mm является неким видом полигона для образования патчей с новыми возможностями и другими экспериментальными особенностями.

После того, как некоторый патч доказывает свою ценность в ветке -mm в течении какого-то времени, Андрю предлагает его Линусу для включения в основную ветку.

Хотя по установленным правилам эти патчи передаются Линусу через ветку -mm, эти правила не всегда соблюдаются. Мейнтейнеры подсистем (или просто разработчики) иногда пересылают свои патчи напрямую Линусу, даже если они были объединены и протестированы в -mm (а иногда даже без предварительного тестирования в -mm).

Для обеспечения максимального тестирования в большинстве случаев следует стремиться получать патчи через -mm.

Эта ветка находится в постоянном развитии и содержит многочисленные экспериментальные возможности; имеется много отладочных патчей, не пригодных для магистральных веток и т.д. Она является наиболее экспериментальной из всех ветвей, описываемых в данном документе.

Эти ядра не подходят для использования в системах, которые должны быть стабильным, при их использовании имеется больше риска, чем при работе с ядрами из какой-либо другой ветки (не забывайте о резервном копировании — это нужно делать при использовании любого экспериментального ядра, и тем более при работе с ядрами из ветки -mm).

Для этих ядер, в дополнение ко всем другим экспериментальным патчам, как правило, поддерживаются различные изменения к основным ядрам ветки -git ядер к моменту выпуска.

Тестирование ядер -mm является весьма похвальным занятием и заключается в том, чтобы отсеять регрессии, отказы, повреждения данных(и другие ошибки) до их применения Линусом в основных ветвях. Но тестировщики ветви -mm должны понимать, что в этих версиях ошибок больше, чем в любой другой.

Версии ядер -mm не выпускаются по какому-либо установленному плану, но обычно в промежутке между выпусками ядер -rc выходит несколько версий ядра -mm (обычно от одной до трех). Патчи ветки -mm применяются к базовому ядру 2.6.x (до выхода -rc версии) или к ветке -rc Линуса.

Вот несколько примеров того, как их применять:

На этом список разъяснений по различным ядра деревьев можно закончить.

Я надеюсь, что вам теперь ясно, как применять различные патчи и помочь в тестировании ядер.

Особая благодарность Рэнди Данлэп (Randy Dunlap), Ролфу Айке Беру (Rolf Eike Beer), Линусу Торвальсу (Linus Torvalds), Бого Эггерту (Bodo Eggert), Йоханнесу Стезенбаху (Johannes Stezenbach), Гранту Коди (Grant Coady), Павлу Мачеку (Pavel Machek) и другим, которых я забыл указать, за помощь в создании данного документа.

Источник