LKN: Configurare e Compilare

Linux Kernel in a Nutshell

Sommario

Parte I Compilare il kernel Introduzione Requisiti Procurarsi i sorgenti Configurazione e compilazione Installazione e avvio Aggiornare il kernel Parte II Personalizzazioni principali Personalizzare un kernel Ricette per configurare un kernel Parte III Guide di riferimento per il kernel Guida di riferimento dei parametri di boot del kernel - parte1 Guida di riferimento dei parametri di boot del kernel - parte2 Guida di riferimento dei parametri di compilazione del kernel Guida di riferimento delle opzioni di configurazione del kernel - parte1 Guida di riferimento delle opzioni di configurazione del kernel - parte2 Parte IV Informazioni aggiuntive Programmi utili Bibliografia

Ora che avete scaricato i sorgenti della versione del kernel che avete scelto e che li avete installati in una cartella locale, è giunto il momento di compilare il codice. Il primo passo è di configurare il kernel con le opzioni appropriate; in seguito il kernel potrà essere compilato. Entrambe le operazioni sono portate a termine attraverso lo strumento standard make.

Creare una configurazione

La configurazione del kernel risiede in un file chiamato .config nella cartella principale dell'albero dei sorgenti del kernel. Se avete appena estratto il codice sorgente del kernel, non vi sarà alcun file .config, quindi dovrà essere creato. Il file può essere creato da zero, creato partendo dalla "configurazione predefinita", preso da una versione funzionante del kernel, o preso da quello rilasciato da una distribuzione. Copriremo i primi due metodi adesso, gli ultimi due metodi nel Capitolo 7.

Configurare dall'inizio

Il modo più spartano per configurare un kernel è usare il metodo make config:

$ cd linux-2.6.17.10
$ make config
make config
scripts/kconfig/conf arch/i386/Kconfig
*
* Linux Kernel Configuration
*
*
* Code maturity level option
*
Prompt for development and/or incomplete code/drivers (EXPERIMENTAL) [Y/n/?]
Y

*
* General setup
*
Local version - append to kernel release (LOCALVERSION) []
Automatically append version information to the version string
(LOCALVERSION_AUTO) [Y/n/?] Y
...

Il programma di configurazione del kernel procederà attraverso ogni opzione di configurazione e chiederà se la si vuole abilitare o meno. Tipicamente, le possibilità per ogni opzione sono presentate nella forma [Y/m/n/?]. La lettera maiuscola è la scelta predefinita, e può essere selezionata semplicemente premendo il tasto Invio. Le quattro scelte sono:

• Y Compilare direttamente nel kernel.
• n Lasciare completamente al di fuori del kernel.
• m Compilare come modulo, da caricare se necessario.
• ? Stampa un breve messaggio descrittivo e ripropone il quesito.

Il kernel contiene quasi duemila opzioni di configurazioni differenti, quindi rispondere ad una domanda su ognuna di esse richiede un notevole dispendio di tempo. Fortunatamente, vi è un modo più facile di configurare un kernel: basare la configurazione su di un'altra precostituita.

Opzioni della configurazione predefinita

Ogni versione del kernel ha una configurazione "predefinita". Questa configurazione è in parte basata sulle scelte che il responsabile di quella architettura crede siano le opzioni migliori da essere usate. In alcuni casi, è la configurazione usata dal responsabile stesso sulle proprie macchine. Questo è vero per l'architettura i386, dove la configurazione predefinita corrisponde strettamente a quella che Linus Torvalds usa per la sua macchina di sviluppo principale.

Per creare questa configurazione predefinita, eseguite:

$ cd linux-2.6.17.10
$ make defconfig

Un'enorme quantità di opzioni di configurazione scorrerà velocemente sullo schermo, e un file .config sarà creato e piazzato nella cartella del kernel. Il kernel è ora correttamente configurato, ma dovrebbe essere adattato alla vostra macchina per assicurarsi che funzioni correttamente.

Modificare la configurazione

Ora che abbiamo un file di configurazione di base, dovrebbe essere modificato per supportare l'hardware presente nel vostro sistema. Per ulteriori dettagli su come individuare quali opzioni siano necessarie per ottenere ciò, potete leggere il Capitolo 7. Qui mostreremo come selezionare le opzioni che potreste voler cambiare.

Ci sono tre differenti strumenti interattivi per la configurazione del kernel: uno basato su terminale chiamato menuconfig, uno grafico basato sulle GTK+ chiamato gconfig, e un altro grafico basato sulle QT chiamato xconfig.

Configurazione tramite terminale

Il metodo chiamato menuconfig per configurare un kernel è un programma per terminale che dà modo di muoversi nella configurazione del kernel usando i tasti freccia della tastiera. Per avviare questa modalità di configurazione, digitate:

$ make menuconfig

Vi apparirà una schermata molto simile a quella di figura 4-1.

Figura 4-1. Schermata iniziale di menuconfig

Le istruzioni per navigare attraverso il programma, e i significati dei diversi caratteri, sono mostrati in cima allo schermo. Il resto dello schermo contiene le diverse opzioni di configurazione.

La configurazione del kernel è divisa in sezioni. Ogni sezione contiene opzioni che corrispondo ad argomenti specifici. Al loro interno possono esserci sottosezioni per vari argomenti specifici. Per esempio tutti i driver per le periferiche possono essere trovati sotto l'opzione del menu principale Device Drivers --->.

Figura 4-2. Selezione dell'opzione Device Drivers

Per aprire questo menu, premete la freccia in basso nove volte, finché la riga Device Drivers ---> non è sottolineata, come mostrato in figura 4-2.

Premete poi il tasto Invio. Vi porterà nel sotto-menu Device Drivers e lo mostrerà come mostrato nella figura 4-3.

Figura 4-3. Sottomenu Device Drivers

Potete continuare a muovervi nella gerarchia dei menu allo stesso modo. Per visualizzare il sotto-menu Generic Driver Options premete Invio di nuovo, e vedrete se tre opzioni mostrate in figura 4-4.

Figura 4-4. Sottomenu Generic Driver Options

Le prime due opzioni hanno un simbolo [*] vicino a esse. Questo significa che quest'opzione è selezionata (perché il simbolo * sta al centro dei due caratteri []), e che questa è un'opzione del tipo sì-o-no. La terza opzione ha un segno < >, che mostra che questa opzione può essere inserita nel kernel (Y), compilata come modulo (M), o esclusa del tutto (N).

Se l'opzione è selezionata con Y, le parentesi ad angolo conterranno un *. Se è selezionata come modulo con una M, conterranno una lettera M. Se è disabilitata con N, mostreranno solo uno spazio bianco.

Così, se desiderate cambiare queste tre opzioni per selezionare solo driver che non necessitano di firmware esterno in tempo di compilazione, disabilitate l'opzione per impedire che il firmware sia compilato, e compilate il caricatore del firmware in spazio utente come modulo, digitando Y per la prima opzione, N per la seconda e M per la terza, rendendo la schermata come quella in figura 4-5.

Figura 4-5. Sottomenu Generic Driver Options cambiato

Quando avete completato le vostre modifiche in questa schermata, premete il tasto Esc o la freccia destra seguita dal tasto Invio per lasciare questo sottomenu. Tutte le opzioni del kernel possono essere esplorate in questa maniera.

Quando avete finito di fare tutte le modifiche che desideriate apportare alla configurazione del kernel, uscite dal programma premendo il tasto Esc quando siete nel menu principale.

Figura 4-6. Salvare le opzioni del kernel

Vi sarà mostrata la schermata in figura 4-6, che vi chiede se desiderate salvare la vostra modificata configurazione.

Premete Invio per salvare la configurazione, o, se volete eliminare ogni modifica fatta, digitate la freccia destra per selezionare la voce < No > e premete Invio.

Metodi grafici di configurazione

I metodi di configurazione del kernel gconfig e xconfig usano un programma grafico per permettervi di modificare la configurazione. I due metodi sono pressoché identici, l'unica differenza risiede nei diversi strumenti grafici attraverso i quali sono scritti. gconfig è scritto usando il toolkit GTK+ e ha uno schermo diviso in due regioni, come mostrato in figura 4-7.

Figura 4-7. Schermata di make gconfig

Il metodo xconfig è scritto usando il toolkit QT e ha uno schermo diviso in tre regioni, come in figura 4-8.

Figura 4-8. Schermata di make xconfig

Usate il mouse per navigare nei sottomenu e selezionare le opzioni. Per esempio, nella figura 4-8 potreste usarlo per selezionare il sottomenu Generic Driver Options del menu Device Drivers. Questo cambierà la schermata di xconfig e la farà diventare quella dell'immagine 4-9.

Figura 4-9. Generic Driver Options in make xconfig

La corrispondente immagine di gconfig è in figura 4-10.

Figura 4-10. Generic Driver Options in make gconfig

Modificare questo sottomenu per disabilitare la seconda opzione e rendere la terza opzione compilata come modulo genera le schermate apparire come nelle figure 4-11 e 4-12.

Figura 4-11. Generic Driver Options in make xconfig, modificato

Figura 4-12. Generic Driver Options in make gconfig, modificato

Notate che nel metodo gconfig una Y significa che l'opzione sarà compilata nel kernel, una M l'opzione sarà compilata come modulo. Nel metodo xconfig un riquadro con il segno di visto significa che l'opzione sarà compilata nel kernel ,un'opzione compilata come modulo sarà mostrata con un punto nel riquadro.

Entrambi questi metodi vi chiedono di salvare la configurazione quando uscite dal programma, e offrono la possibilità di scrivere quella configurazione in un altro file. Potete così creare molteplici, distinte configurazioni.

Compilazione del kernel

Ora che avete creato la configurazione che intendete usare, dovete compilare il kernel. Questo è semplice come digitare un comando di un parola:

$ make
CHK	include/linux/version.h
UPD	include/linux/version.h
SYMLINK	include/asm -> include/asm-i386
SPLIT	include/linux/autoconf.h -> include/config/*
CC	arch/i386/kernel/asm-offsets.s
GEN	include/asm-i386/asm-offsets.h
CC	scripts/mod/empty.o
HOSTCC	scripts/mod/mk_elfconfig
MKELF	scripts/mod/elfconfig.h
HOSTCC	scripts/mod/file2alias.o
HOSTCC	scripts/mod/modpost.o
HOSTCC	scripts/mod/sumversion.o
HOSTLD	scripts/mod/modpost.o
HOSTCC	scripts/kallsyms
HOSTCC	scripts/conmakehash
HOSTCC	scripts/bin2c
CC	init/main.o
CHK	include/linux/compile.h
UPD	include/linux/compile.h
CC	init/version.o
CC	init/do_mounts.o
...

Eseguire make fa sì che il sistema di compilazione del kernel usi il file di configurazione che avete selezionato per compilare un kernel e tutti i moduli necessari per supportare tale configurazione.^* Mentre il kernel è in compilazione, make mostra cosa sta correntemente succedendo ai singoli file, insieme a tutti gli avvertimenti ("warnings", N.d.T.) e gli errori di compilazioni.

Se la compilazione del kernel termina senza errori, avete creato con successo l'immagine di un kernel. Comunque deve essere propriamente installata prima che proviate ad avviarla. Leggete il Capitolo 5 per sapere come fare.

È molto raro avere errori di compilazione quando state compilando una versione del kernel rilasciata. Se vi capita, riportateli agli sviluppatori del kernel Linux cosicché possano essere corretti.

Nota (^*): versioni del kernel più vecchie, precedenti al rilascio 2.6 richiedevano l'ulteriore passo make modules per compilare tutti i moduli necessari. Questo non è più necessario.

Opzioni di compilazione avanzate

Il sistema di compilazione del kernel consente di fare molte altre cose, oltre a compilare l'intero kernel e i relativi moduli. Il Capitolo 10 contiene l'intero elenco delle opzioni che il sistema di compilazione fornisce. In questa sezione discuteremo alcune di queste opzioni avanzate. Per avere una descrizione completa di come usare altre opzioni avanzate, fate riferimento alla documentazione dentro il kernel stesso, che può essere trovata nella cartella Documentation/kbuild nei sorgenti.

Velocizzare la compilazione in macchine multiprocessore

Il sistema di compilazione del kernel lavora molto bene come operazione che può essere divisa in pezzi più piccoli e assegnati a diversi processori. Facendo questo, potete usare la piena potenza di una macchina multiprocessore e ridurre considerevolmente il tempo di compilazione del kernel.

Per compilare un kernel in modo parallelo, usate l'opzione -j del comando make. È meglio dare un numero all'opzione -j che corrisponda al doppio del numero di processori nel sistema. Quindi, per macchine con due processori, usate:

$ make -j4

e per macchine con quattro processori, usate:

$ make -j8

Se non passate un numero all'opzione -j:

$ make -j

il sistema di compilazione creerà un nuovo thread per ogni sottocartella nell'albero delle cartelle del kernel, che può facilmente rendere la vostra macchina non in grado di rispondere ai comandi, e impiegare molto più tempo per completare la compilazione. Per questo si raccomanda di passare sempre un valore numerico all'opzione -j.

Compilare solo una parte del kernel

Quando ci si dedica allo sviluppo del kernel, a volte si desidera compilare solo una specifica sottocartella, o un singolo file dell'intero albero del kernel. Il sistema di compilazione lo consente agevolmente. Per compilare selettivamente una sottocartella, specificatela nel comando di compilazione. Per esempio, per compilare i file nella cartella drivers/usb/serial, inserite:

$ make drivers/usb/serial

Usando questa sintassi, comunque, non si compilerà l'immagine finale del modulo in quella cartella. Per fare questo, potete usare l'opzione M=argomento:

$ make M=drivers/usb/serial

che compilerà tutti i file necessari in quella cartella e collegherà le immagini finali dei moduli.

Quando si compila una singola cartella in uno dei modi mostrati, l'immagine finale del kernel non viene ricollegata. Comunque ogni cambiamento che era stato effettuato alle sottocartelle non influenzerà l'immagine finale del kernel, che probabilmente non è quello che desiderate. Eseguite alla fine un:

$ make

perché il sistema di compilazione controlli tutti i file oggetto cambiati e colleghi in modo proprio l'immagine finale del kernel.

Per compilare un solo specifico file nell'albero del kernel, semplicemente passatelo come parametro a make. Per esempio, se desiderate compilare il modulo drivers/usb/serial/visor.ko, inserite:

$ make drivers/usb/serial/visor.ko

Il sistema di compilazione compilerà tutti i file necessari per il modulo visor.ko, e farà il collegamento finale per creare il modulo.

Sorgente in un posto, destinazione in un altro

Alle volte è più semplice avere i sorgenti del kernel in un posto accessibile in sola lettura (come un CD-ROM, o in un sistema di controllo del codice sorgente), e collocare il risultato della compilazione altrove, così da non alterare l'albero originale del sorgente. Il sistema di compilazione lo realizza facilmente, richiedendo il solo argomento O= per specificare dove collocare l'output della compilazione. Per esempio se i sorgenti del kernel sono in un CD-ROM montato in /mnt/cdrom/ e desiderate mettere i file compilati nella vostra cartella locale, inserite:

$ cd /mnt/cdrom/linux-2.6.17.11
$ make O=~/linux/linux-2.6.17.11

Tutti i file compilati saranno creati nella cartella ~/linux/linux-2.6.17.11. Notate che questa opzione O= dovrebbe essere passata anche alle opzioni di configurazione della compilazione cosicché la configurazione sia correttamente collocata nella cartella di destinazione e non in quella contenente il codice sorgente.

Architetture differenti

Una caratteristica molto utile è la costruzione di un kernel ottenuto tramite cross-compilazione, per permettere a una macchina più potente di compilare un kernel per una sistema embedded più piccolo, o anche solo per controllare una compilazione per un'architettura diversa per assicurare che a un cambiamento nel codice sorgente non danneggi qualcosa di inaspettato. Il sistema di compilazione del kernel consente di specificare un'architettura diversa da quella della macchina corrente con il parametro ARCH=argomento. Il sistema di compilazione consente, inoltre, di specificare il compilatore che si desidera usare con il parametro CC=argomento o un toolchain (un insieme di strumenti, N.d.T) per la cross-compilazione tramite l'argomento CROSS_COMPILE.

Per esempio, per avere la configurazione predefinita dell'architettura x86_64, si può inserire:

$ make ARCH=x86_64 defconfig

Per compilare l'intero kernel con uno strumento per concatenare la compilazione situato in /usr/local/bin, si può inserire:

$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=/usr/local/bin/arm-linux-

È utile anche per i kernel non ottenuti con la cross-compilazione cambiare ciò che il sistema di costruzione del kernel usa per il compilatore. Esempi di questo sono l'utilizzo dei programmi distcc o ccache, i quali riducono notevolmente il tempo di compilazione di un kernel. Per usare il programma ccache come parte del sistema di costruzione del kernel, digitate:

$ make CC="ccache gcc"

Per usare contemporaneamente distcc e ccache, inserite:

$ make CC="ccache distcc"

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This is an indipendent translation of the book Linux Kernel in a Nutshell by Greg Kroah-Hartman. This translation (like the original work) is available under the terms of Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5.

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