Handbuch:SPARC/Installation/Kernel

SPARC Handbuch
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Optional: Firmware und/oder Microcode installieren

Bevor wir mit der Konfiguration des Kernels beginnen, ist es sinnvoll darauf hinzuweisen, dass einige Geräte zusätzliche Firmware benötigen, bevor sie funktionieren. Dies ist häufig bei Netzwerkkarten der Fall, insbesondere bei WLAN Interfaces - sowohl bei Desktop-Rechnern, als auch bei Notebooks. Auch moderne Video-Chips von Herstellern wie AMD, NVidia und Intel benötigen häufig externe Firmware-Dateien, um vollständig zu funktionieren. Die meiste Firmware für moderne Hardware befindet sich in dem Paket sys-kernel/linux-firmware. Auf Systemen mit Grafikkarten der genannten Hersteller ist es sinnvoll, dieses Paket zu installieren, bevor man den Kernel konfiguriert und kompiliert.

root #emerge --ask sys-kernel/linux-firmware

Neben Grafik- und Netzwerk-Hardware können auch CPUs Firmware-Updates benötigen. Dieser Typ von Firmware wird Microcode genannt. Manchmal sind aktuelle Versionen von Microcode erforderlich, um Stabilitätsprobleme, Sicherheitsprobleme oder andere Bugs in CPU-Hardware zu patchen.

Microcode Updates für AMD CPUs sind normalerweise in dem bereits genannten Paket "linux-firmware" enthalten. Microcode Updates für Intel CPUs sind in dem Paket sys-firmware/intel-microcode enthalten. Dieses muss zusätzlich installiert werden. Weitere Informationen finden Sie in dem Microcode article, in dem auch beschrieben wird, wie Microcode Updates auf der CPU aktiviert werden.

Kernel konfigurieren und Kompilieren

Jetzt ist es Zeit, die Kernel-Quellen zu konfigurieren und zu kompilieren. Dafür gibt es drei Ansätze:

1. Der Kernel wird manuell konfiguriert und gebaut.
2. Ein Tool namens genkernel wird verwendet, um den Linux Kernel automatisch zu bauen und zu installieren.
3. Ein Distribution Kernel wird verwendet, um den Linux Kernel automatisch zu bauen und zu installieren. Dabei erfolgt die Installation genauso wie bei jedem anderen Gentoo-Paket.

Im Folgenden wird die manuelle Konfiguration als Default-Methode beschrieben, weil ein Kernel damit am besten an ein System angepasst werden kann.

Der Kern, um den alle Distributionen gebaut sind, ist der Linux Kernel. Er ist die Schicht zwischen den Benutzerprogrammen und der Systemhardware. Gentoo bietet seinen Benutzern verschiedene Kernel-Quellen. Eine komplette Liste mit einer Beschreibung finden Sie auf der Kernel Übersichtsseite.

Installation der Quellen

Wenn der Kernel manuell installiert und kompiliert werden soll, empfiehlt Gentoo bei sparc-basierten Systemen das Paket sys-kernel/gentoo-sources.

Wählen Sie eine passende Kernel-Quelle und installieren Sie diese mit emerge:

root #emerge --ask sys-kernel/gentoo-sources

Dieser Befehl installiert die Quellen des Linux-Kernels in dem Verzeichnis /usr/src/. Im Namen des angelegten Unterverzeichnisses steht die Version des Linux-Kernels (beispielsweise /usr/src/linux-4.9.16-gentoo). Der emerge-Befehl erzeugt einen symbolischen Link /usr/src/linux auf dieses Verzeichnis, wenn das USE-Flag symlink bei dem Paket gesetzt ist.

Es ist gute Praxis, einen Symlink /usr/src/linux auf das Verzeichnis mit dem Source-Code der Kernel-Version zeigen zu lassen, die auf dem System läuft. Dieser Symlink wird nicht automatisch erzeugt. Er kann jedoch einfach mit Hilfe des eselect Kernel Modules erzeugt werden.

Weitere Informationen über Zweck und Handhabung des Symlinks finden Sie unter Kernel/Upgrade.

Lassen Sie eine Liste der installierten Kernel anzeigen:

root #eselect kernel list

Available kernel symlink targets:
  [1]   linux-3.16.5-gentoo

Mit folgendem Befehl können Sie einen symbolischen Link namens linux anlegen:

root #eselect kernel set 1

root #ls -l /usr/src/linux

lrwxrwxrwx    1 root   root    12 Oct 13 11:04 /usr/src/linux -> linux-3.16.5-gentoo

Manuelle Konfiguration

Einleitung

Einen Kernel manuell zu konfigurieren wird oft als die schwierigste Aufgabe gesehen, die ein Linux Benutzer jemals durchzuführen hat. Nichts ist weiter von der Wahrheit entfernt. Nach der Konfiguration einiger Kernel werden Sie sich nicht mehr daran erinnern, dass es jemals schwer war!

Eine Sache ist jedoch wahr: um einen Kernel manuell konfigurieren zu können, ist es wichtig, das System zu kennen. Die meisten Informationen erhalten Sie durch das Programm lspci, das im Paket sys-apps/pciutils enthalten ist.

root #emerge --ask sys-apps/pciutils

root #lspci

root #lspci -v

Notiz
Innerhalb der chroot-Umgebung können Sie jegliche pcilib-Warnung (wie pcilib: cannot open /sys/bus/pci/devices) ignorieren, die lspci auswerfen könnte.

Eine weitere Quelle von Systeminformationen ist lsmod. Diese Anweisung zeigt Ihnen, welche Kernel-Module die Installations-CD verwendet. Dies liefert gute Hinweise darauf, was im Kernel aktiviert werden sollte.

Gehen Sie in das Kernel Quellverzeichnis und führen Sie make menuconfig aus. Dies wird eine menübasierte Konfigurationsmaske starten.

root #cd /usr/src/linux

root #make menuconfig

Die Linux Kernel-Konfiguration hat viele, viele Abschnitte. Wir listen zunächst einige Optionen auf, die aktiviert werden müssen (ansonsten wird Gentoo nicht funktionieren, oder ohne zusätzliche Veränderungen nicht richtig funktionieren). Wir haben im Gentoo Wiki auch einen Gentoo Kernel-Konfigurationsleitfaden, der weiterhelfen könnte.

Aktivieren der benötigten Optionen

Bei Verwendung des Pakets sys-kernel/gentoo-sources wird dringend empfohlen, die Gentoo-spezifischen Konfigurations-Optionen zu aktivieren. Diese stellen sicher, dass eine Mindestmenge von Kernel-Funktionen vorhanden ist, die für das einwandfreie Funktionieren erforderlich ist:

KERNEL Gentoo-spezifische Optionen aktivieren

Gentoo Linux --->
  Generic Driver Options --->
    [*] Gentoo Linux support
    [*]   Linux dynamic and persistent device naming (userspace devfs) support
    [*]   Select options required by Portage features
        Support for init systems, system and service managers  --->
          [*] OpenRC, runit and other script based systems and managers
          [*] systemd

Die Wahl für die letzten beiden Zeilen sollte natürlich von dem gewählten Init-System abhängen (OpenRC vs. systemd). Es ist kein Fehler, die Unterstützung für beide Init-Systeme zu aktivieren.

Wenn das Paket sys-kernel/vanilla-sources verwendet wird, gibt es die Auswahlmöglichkeiten für das Init-System nicht. Die Aktivierung der notwendigen Kernel-Optionen ist natürlich trotzdem möglich - aber eine Beschreibung würde den Rahmen dieses Handbuchs sprengen.

Stellen Sie sicher, dass jeder Treiber, der zum Booten des Systems notwendig ist (wie z.B. SCSI-Controller, usw.), direkt in den Kernel kompiliert ist (nicht als Modul). Andernfalls wird das System nicht in der Lage sein, komplett zu booten.

Als Nächstes wählen Sie den genauen Prozessor-Typ. Es wird auch empfohlen, die MCE-Funktion zu aktivieren (wenn verfügbar), so dass Benutzer bei Hardwareproblemen benachrichtigt werden können. Auf einigen Architekturen (wie z.B. X86_64) werden diese Fehler nicht über dmesg, sondern auf /dev/mcelog ausgegeben. Dies erfordert das Paket app-admin/mcelog.

Wählen Sie auch Maintain a devtmpfs file system to mount at /dev, damit kritische Gerätedateien bereits früh im Boot-Prozess verfügbar sind (CONFIG_DEVTMPFS and CONFIG_DEVTMPFS_MOUNT):

KERNEL devtmpfs-Unterstützung aktivieren

Device Drivers --->
  Generic Driver Options --->
    [*] Maintain a devtmpfs filesystem to mount at /dev
    [*]   Automount devtmpfs at /dev, after the kernel mounted the rootfs

Überprüfen Sie, dass SCSI disk Unterstützung aktiviert wurde (CONFIG_BLK_DEV_SD):

KERNEL SCSI disk Unterstützung aktivieren

Device Drivers --->
   SCSI device support  --->
      <*> SCSI disk support

Gehen Sie nun zu den Dateisystemen (File Systems) und aktivieren Sie die Dateisysteme, die auf dem System verwendet werden sollen. Kompilieren Sie das Dateisystem, das als Root-Dateisystem verwendet wird, nicht als Modul. Andernfalls wird das Gentoo-System möglicherweise nicht in der Lage sein, die Root-Partition einzuhängen. Wählen Sie ebenfalls Virtual memory und /proc file system. Wählen Sie eine oder mehrere der folgenden Optionen, die auf dem System benötigt werden (CONFIG_EXT2_FS, CONFIG_EXT3_FS, CONFIG_EXT4_FS, CONFIG_MSDOS_FS, CONFIG_VFAT_FS, CONFIG_PROC_FS, and CONFIG_TMPFS):

KERNEL Auswahl notwendiger Dateisysteme

File systems --->
  <*> Second extended fs support
  <*> The Extended 3 (ext3) filesystem
  <*> The Extended 4 (ext4) filesystem
  <*> Reiserfs support
  <*> JFS filesystem support
  <*> XFS filesystem support
  <*> Btrfs filesystem support
  DOS/FAT/NT Filesystems  --->
    <*> MSDOS fs support
    <*> VFAT (Windows-95) fs support
 
  Pseudo Filesystems --->
    [*] /proc file system support
    [*] Tmpfs virtual memory file system support (former shm fs)

Wenn PPPoE für die Internetverbindung, oder ein Einwahl-Modem verwendet wird, aktivieren Sie die folgenden Optionen (CONFIG_PPP, CONFIG_PPP_ASYNC, and CONFIG_PPP_SYNC_TTY):

KERNEL Auswahl der Treiber für PPPoE

Device Drivers --->
  Network device support --->
    <*> PPP (point-to-point protocol) support
    <*>   PPP support for async serial ports
    <*>   PPP support for sync tty ports

Die beiden Komprimierungsoptionen schaden nicht, werden aber auch nicht unbedingt benötigt. Ebenso wenig wie die PPP over Ethernet Option, die vielleicht nur von ppp benötigt wird, wenn 'kernel mode PPPoE' konfiguriert wird.

Vergessen Sie nicht, die Unterstützung von Netzwerkkarten (Ethernet oder Wireless-LAN) zu aktivieren.

Die meisten Systeme haben auch mehrere Prozessorkerne zur Verfügung. Daher ist es wichtig, Symmetric multi-processing support zu aktivieren (CONFIG_SMP):

KERNEL SMP-Unterstützung aktivieren

Processor type and features  --->
  [*] Symmetric multi-processing support

Notiz
In Mehrkernsystemen zählt jeder Kern als ein Prozessor.

Wenn Sie USB-Eingabegeräte (wie Tastatur oder Maus) oder andere USB-Geräte verwenden, vergessen Sie nicht, diese ebenfalls zu aktivieren (CONFIG_HID_GENERIC and CONFIG_USB_HID, CONFIG_USB_SUPPORT, CONFIG_USB_XHCI_HCD, CONFIG_USB_EHCI_HCD, CONFIG_USB_OHCI_HCD):

KERNEL USB-Unterstützung für Eingabegeräte aktivieren

Device Drivers --->
  HID support  --->
    -*- HID bus support
    <*>   Generic HID driver
    [*]   Battery level reporting for HID devices
      USB HID support  --->
        <*> USB HID transport layer
  [*] USB support  --->
    <*>     xHCI HCD (USB 3.0) support
    <*>     EHCI HCD (USB 2.0) support
    <*>     OHCI HCD (USB 1.1) support

Architekturspezifische Optionen

Aktivieren Sie die korrekte Bus-Unterstützung:

KERNEL SBUS/ UPA Aktivierung

Console drivers --->
  Frame-buffer support --->
    [*] SBUS and UPA framebuffers             
      [*] Creator/Creator3D support     (Only for UPA slot adapter used in many Ultras)
    [*] CGsix (GX,TurboGX) support      (Only for SBUS slot adapter used in many SPARCStations)

Aktivieren Sie OBP-Unterstützung:

KERNEL OBP-Unterstützung aktivieren

Misc Linux/SPARC drivers --->
  [*]  /dev/openprom device support

Aktivieren Sie SCSI-spezifische Unterstützung:

KERNEL SCSI-specifische Unterstützung aktivieren

SCSI support --->
  SCSI low-level drivers --->
    <*> Sparc ESP Scsi Driver             (Only for SPARC ESP on-board SCSI adapter)
    <*> PTI Qlogic, ISP Driver            (Only for SBUS SCSI controllers from PTI or QLogic)
    <*> SYM53C8XX Version 2 SCSI support  (Only for Ultra 60 on-board SCSI adapter)

Um die Netzwerkkarte zu unterstützen, wählen Sie eines der Folgenden:

KERNEL Netzwerkunterstützung aktivieren

Network device support --->
  Ethernet (10 or 100Mbit) --->
    <*> Sun LANCE support                   (Only for SPARCStation, older Ultra systems, and as Sbus option)
    <*> Sun Happy Meal 10/100baseT support  (Only for Ultra; also supports "qfe" quad-ethernet on PCI and Sbus)
    <*> DECchip Tulip (dc21x4x) PCI support (For some Netras, like N1)
  Ethernet (1000Mbit) --->
    <*> Broadcom Tigon3 support (Modern Netra, Sun Fire machines)

Mit einer 4-Port Ethernet Maschine (10/100 oder 10/100/1000) ist die Port-Reihenfolge anders als bei denen von Solaris benutzten. Verwenden Sie sys-apps/ethtool um den Port Link Status zu überprüfen.

Wenn Sie einen qla2xxx Festplattencontroller verwenden, installieren Sie sys-block/qla-fc-firmware und fügen Sie Unterstützung für das Laden externer Firmware hinzu.

KERNEL Externe Firmware aktivieren

Device Drivers  --->
   Generic Driver Options  --->
   ()  External firmware blobs to build into the kernel binary
   ()  Firmware blobs root directory

Stellen Sie "External firmware blobs" auf ql2200_fw.bin und "Firmware blobs root directory" auf /lib/firmware/.

Kompilieren und installieren

Mit beendeter Konfiguration ist es an der Zeit den Kernel zu kompilieren und zu installieren. Schließen Sie die Konfiguration und starten Sie den Kompiliervorgang:

root #make && make modules_install

Notiz
Es ist möglich parallele Builds durch make -jX zu aktivieren. Wobei X die Anzahl der Tasks ist, die der Build-Prozess parallel starten darf. Dies ist ähnlich der Anleitung zu /etc/portage/make.conf, mit der Variable MAKEOPTS.

Wenn der Kernel mit dem Kompilieren fertig ist, überprüfen Sie die Größe der resultierenden Datei:

root #ls -lh arch/sparc/boot/image

-rw-r--r--    1 root     root         2.4M Oct 25 14:38 image

Wenn die (unkomprimierte) Größe einen Wert größer als 7,5 MB hat, konfigurieren Sie den Kernel erneut bis diese Grenze nicht mehr überschritten wird. Ein Weg dies zu erreichen ist die meisten Kernel-Treiber als Module zu kompilieren. Falls Sie dies ignorieren, kann es zu einem nicht bootenden Kernel führen.

Falls der Kernel nur ein bisschen zu groß ist, können Sie versuchen ihn mit dem Befehl strip ein bisschen zu verkleinern.

root #strip -R .comment -R .note arch/sparc/boot/image

Kopieren Sie das Kernelabbild am Ende in das Verzeichnis /boot/.

root #cp arch/sparc/boot/image /boot/kernel-3.16.5-gentoo

Optional: initramfs bauen

In bestimmten Fällen ist es notwendig, ein initramfs zu bauen (initial ram-based file system). Der häufigste Grund dafür ist, dass wichtige System-Verzeichnisse (wie /usr/ oder /var/) auf separaten Partitionen liegen. Diese Partitionen können mit Hilfe der Werkzeuge, die im initramfs Verfügbar sind, eingehängt werden.

Ohne initramfs besteht ein Risiko, dass das System nicht richtig bootet, da Werkzeuge, die für das Einhängen der Dateisysteme verantwortlich sind, Informationen benötigen, die sich auf den noch nicht eingehängten Dateisystemen befinden. Ein initramfs zieht die notwendigen Dateien in ein Archiv, welches genutzt werden kann, nachdem der Kernel gebootet ist, aber noch bevor die Kontrolle an das Init-Tool übergeben wird. Skripte auf dem initramfs stellen dann sicher, dass die Partitionen richtig eingehängt sind, bevor das System mit dem Booten fortfährt.

Wichtig
Wenn genkernel verwendet wird, sollte es sowohl zum Bauen des Kernels, als auch zum Bauen von initramfs verwendet werden. Wenn genkernel lediglich zum Erzeugen von initramfs verwendet wird, ist es wichtig, die Option --kernel-config=/path/to/kernel.config an genkernel zu übergeben. Andernfalls kann es sein, dass das generierte initramfs nicht mit einem manuell erzeugten Kernel funktioniert. Bitte beachten Sie, dass manuell kompilierte Kernel über den Umfang dieses Handbuchs hinausgehen. Weitere Informationen finden Sie in dem kernel configuration Artikel.

Um ein initramfs zu installieren, installieren Sie zunächst das Paket sys-kernel/dracut. Lassen Sie das Tool anschließend ein initramfs erzeugen:

root #emerge --ask sys-kernel/dracut

root #dracut --kver=3.16.5-gentoo

Das initramfs wird in /boot/ gespeichert. Die resultierende Datei kann einfach durch Auflisten der mit initramfs beginnenden Dateien gefunden werden:

root #ls /boot/initramfs*

Gehen Sie nun zum Abschnitt Kernel-Module.

Alternative: genkernel verwenden

Wenn eine manuelle Konfiguration für Sie zu abschreckend aussieht, könnten Sie genkernel in Erwägung ziehen. Dies wird den Kernel automatisch konfigurieren und bauen.

genkernel konfiguriert den Kernel fast identisch zu der Art, wie der Kernel einer Installations-CD konfiguriert ist. Das bedeutet: wenn der Kernel mit genkernel gebaut wird, wird das System erst beim Booten ein Hardware-Erkennung durchführen - genauso wie eine Installations-CD. genkernel kann eine hilfreiche Lösung für die Anwender sein, denen unwohl beim Kompilieren eines eigenen Kernels ist. Bitte beachten Sie, dass genkernel nicht automatisch eine an die Hardware angepasste Kernel-Konfiguration erzeugt.

Schauen wir uns nun an, wie man genkernel verwendet. Installieren Sie als erstes das Paket sys-kernel/genkernel:

root #emerge --ask sys-kernel/genkernel

Editieren Sie die Datei /etc/fstab, so dass die Zeile, die als zweites Feld /boot/ beinhaltet, im ersten Feld auf das richtige Device zeigt. Wenn Sie dem Partitionierungs-Beispiel aus diesem Handbuch folgen, ist dieses Device wahrscheinlich mit einem ext4 Dateisystem. Dann würde der Eintrag in der Datei in etwa wie folgt aussehen:

root #nano -w /etc/fstab

DATEI /etc/fstabKonfiguration des /boot Einhängepunktes

/boot	ext4	defaults	0 2

Notiz
Bei der Gentoo Installation wird die Datei /etc/fstab später nochmals konfiguriert. Die /boot Einstellung wird aber bereits jetzt benötigt, da die Anwendung genkernel aus dieser Konfiguration liest.

Kompilieren Sie jetzt die Kernel-Quellen, indem Sie genkernel all ausführen. Seien Sie sich aber bewusst, dass der Vorgang einige Zeit in Anspruch nehmen wird, da genkernel einen Kernel kompiliert, der fast alle Hardware unterstützt!

Notiz
Wenn die Root-Partition (das Root-Volume) nicht ext4 als Dateisystem verwendet, könnte es notwendig sein, den Kernel manuell mit genkernel --menuconfig all zu konfigurieren. Hierbei müssen Sie Unterstützung für das Dateisystem der Boot-Partition direkt im Kernel (also nicht als Modul) hinzuzufügen. Benutzer von LVM2 werden vermutlich ebenfalls --lvm als Argument hinzufügen wollen.

root #genkernel all

Wenn genkernel fertig ist, wird ein Kernel, ein voller Satz Module und ein initial ram filesystem (initramfs) erstellt worden sein. Wir verwenden den Kernel und die initrd bei der Konfiguration des Boot-Loader später in dieser Anleitung. Schreiben Sie sich die Namen des Kernels und der initrd auf, da Sie diese Information benötigen, wenn die Boot-Loader Konfigurationsdatei bearbeitet wird. Die initrd wird sofort nach dem Booten gestartet, um die automatische Hardware-Erkennung durchzuführen (wie bei der Installations-CD). Danach wird das "richtige" System gestartet.

root #ls /boot/vmlinu* /boot/initramfs*

Kernel-Module

Konfigurieren der Module

Notiz
Die Angabe von Kernel-Modulen für Hardware ist optional. In den meisten Fällen lädt udev Module für erkannte Hardware automatisch. Es schadet aber auch nichts, Kernel-Module anzugeben, die auch automatisch erkannt werden. Exotische Hardware benötigt manchmal Hilfe, damit die Treiber geladen werden.

Konfigurieren Sie die Module, die beim Booten automatisch geladen werden sollen, in /etc/modules-load.d/*.conf Dateien. In jeder Zeile wird ein Modul angegeben. Zusätzliche Optionen für die Module sollten in /etc/modprobe.d/*.conf Dateien konfiguriert werden.

Um alle verfügbaren Module anzuzeigen, können Sie den folgenden find Befehl ausführen. Vergessen Sie nicht, "<Kernelversion>" mit der Version des Kernels zu ersetzen, den Sie gerade kompiliert haben:

root #find /lib/modules/<Kernelversion>/ -type f -iname '*.o' -or -iname '*.ko' | less

Um beispielsweise automatisch das Modul 3c59x.ko zu laden (ein Treiber für eine bestimmte 3Com Netzwerkkarten-Familie), editieren Sie die Datei /etc/modules-load.d/network.conf und fügen Sie den Modulnamen ein. Der genaue Dateiname in /etc/modules-load.d/ ist für den Loader unwichtig.

root #mkdir -p /etc/modules-load.d

root #nano -w /etc/modules-load.d/network.conf

DATEI /etc/modules-load.d/network.confLaden des 3c59x Moduls erzwingen

3c59x

Setzten Sie die Installation mit der Konfiguration des Systems fort.

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