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任意自由選択: ファームウェアとマイクロコードのインストール

ファームウェア

カーネルコンフィグの節へ進む前に知っておいたほうが良いこととして、一部のハードウェアデバイスは、それを適切に動作させるために追加の (時として FOSS ライセンスに準拠しない) ファームウェアをインストールする必要がある、ということがあります。これはデスクトップとラップトップの両方で広く見られる、無線ネットワークインターフェースで必要になることが多いです。AMD、Nvidia、Intel などのベンダによる最近のビデオチップも、完全に機能させるには外部のファームウェアが必要になることが多いです。最近のハードウェアデバイスのためのファームウェアの多くは sys-kernel/linux-firmware パッケージ内で見つかるかもしれません。

最初のシステムリブートの前に、もし必要だった場合にファームウェアを使えるようにしておくために、sys-kernel/linux-firmware パッケージをインストールしておくことが推奨されます:

root #emerge --ask sys-kernel/linux-firmware
Note
一部のファームウェアパッケージのインストールには、関連するファームウェアライセンスを受諾する必要があることがよくあります。必要であれば、ライセンスの受諾についてはハンドブックのライセンスの取り扱いの節を確認してください。

モジュールとしてビルド (M) されたカーネルシンボルは、カーネルにロードされたときに、関連するファームウェアファイルをファイルシステムからロードすることに注意してください。モジュールとしてロードされるシンボルに関しては、デバイスのファームウェアファイルをカーネルのバイナリイメージに含める必要はありません。

マイクロコード

個別のグラフィックスハードウェアやネットワークインターフェースに加えて、CPU もまたファームウェアアップデートを必要とすることがあります。こうしたファームウェアは典型的にはマイクロコードと呼ばれます。新しいリビジョンのマイクロコードは、動作の不安定さ、セキュリティ上の懸念、その他の CPU ハードウェアのさまざまなバグに対するパッチとして、必要になることがあります。

AMD CPU に対するマイクロコードアップデートは、先述の sys-kernel/linux-firmware パッケージとともに配布されます。Intel CPU に対するマイクロコードは sys-firmware/intel-microcode パッケージ内で見つかりますので、これを個別にインストールする必要があります。マイクロコードアップデートを適用する方法についてのさらなる情報は、マイクロコードの記事を確認してください。

カーネルのコンフィギュレーションとコンパイル

これで、カーネルソースを設定、コンパイルする準備が整いました。インストールの目的に応じてカーネルの管理のためのアプローチを 3 通り紹介しますが、インストール完了後はいつでも別のアプローチを採用し直すことができます。

簡単なものから込み入ったものへ、順に並べると:

完全自動アプローチ: ディストリビューションカーネル
ディストリビューションカーネルは、Linux カーネル、関連するモジュール、および (必須ではありませんがデフォルトでは有効化されている) initramfs ファイルを、設定、自動でビルド、インストールするために利用されます。将来のカーネル更新はパッケージマネージャを介して扱われるため、他のシステムパッケージとまったく同様に完全に自動で行われます。カスタマイズが必要な場合はカスタムのカーネルコンフィグファイルを提供することも可能です。これが最も簡単なプロセスで、すぐ動作するものが手に入りシステム管理者による関与を最小にできるため、新規の Gentoo ユーザには完璧です。
ハイブリッドアプローチ: Genkernel
新しいカーネルのソースがシステムパッケージマネージャを通じてインストールされます。システム管理者は Linux カーネル、関連するモジュール、および (必須ではありませんがデフォルトでは有効化されていない) initramfs ファイルを、設定、ビルド、インストールするために Gentoo の genkernel ツールを使用することができます。カスタマイズが必要な場合はカスタムのカーネルコンフィグファイルを提供することも可能です。将来のカーネル設定、コンパイル、インストールには、アップデートのたびに eselect kernelgenkernel、およびもし必要であれば他のコマンドを実行する形で、システム管理者による関与が必要です。
完全手動アプローチ
新しいカーネルのソースがシステムパッケージマネージャを通じてインストールされます。カーネルは eselect kernel と無数の make コマンドを利用して、手動で設定、ビルド、インストールされます。将来のカーネル更新はカーネルファイルの設定、ビルド、インストールの手動プロセスを繰り返して行います。これが最も込み入ったプロセスですが、カーネル更新プロセスに関して最大限の制御を行えます。

すべてのディストリビューションが構築されるその中心にあるのが Linux カーネルです。カーネルレイヤーはユーザのプログラムとハードウェアの間に存在します。ハンドブックではカーネルソースについていくつかの可能な選択肢を提供しますが、より詳しい説明付きで、より完全なカーネルソースのリストは、カーネルの概要のページで見ることができます。


カーネルソースのインストール

Note
この節の内容は、これ以降の部分で示す genkernel (ハイブリッド) アプローチか、マニュアルカーネル管理のアプローチを採用したときのみ関係があります。
ベースのシステムにカーネルを手動でインストールしてコンパイルする場合には、Gentoo はsys-kernel/ パッケージを推奨しています。

適切なカーネルソースを選択して、emerge でインストールします:

root #emerge --ask sys-kernel/

このコマンドはカーネルソースを /usr/src/ の下に、カーネルバージョン毎のパスを分けてインストールします。選択されたカーネルソースパッケージに対して USE=symlink が有効化されていなければ、シンボリックリンクは自動で作成されません。

現在実行しているカーネルに対応するソースを指すように、/usr/src/linux シンボリックリンクを維持することは慣例となっています。しかし、このシンボリックリンクはデフォルトでは作成されないでしょう。シンボリックリンクを作成する簡単な方法は、eselect の kernel モジュールを利用することです。

シンボリックリンクの目的と、それを管理する方法についてのさらなる情報は、Kernel/Upgrade を参照してください。

まず、インストールされているカーネルを一覧表示します:

root #eselect kernel list
Available kernel symlink targets:
  [1]   linux-

linux シンボリックリンクを作成するには、次を使用してください:

root #eselect kernel set 1
root #ls -l /usr/src/linux
lrwxrwxrwx    1 root   root    12 Oct 13 11:04 /usr/src/linux -> linux-

別の方法: Genkernel

Note
再掲ですが、この節はカーネルソースがインストールされていることを前提とします。適切なカーネルソースを取得していることを確認してから、ここに戻ってきてこの節の手順を進めてください。

すべてをマニュアルで設定することが困難だと思われる場合は、システム管理者はカーネル管理のためのハイブリッドアプローチとして、genkernel を使うことを考えてみるべきです。

Genkernel はジェネリックカーネルコンフィギュレーションファイルを提供し、カーネルと initramfs をコンパイルし、生成されたバイナリを適切な場所にインストールします。これによりシステムの初回起動のための最小限かつジェネリックなハードウェアサポートが得られ、さらなる更新の制御と、将来のカーネル設定のカスタマイズが可能になります。

注意: システム管理者はカーネルの保守のために genkernel を使うことで、システムのカーネル、initramfs、その他のオプションに関する更新をより制御できるようになります。その一方で、将来的に新しいソースがリリースされてカーネル更新を実施するときには、時間と労力をかけた献身が確実に必要となるでしょう。システム任せのカーネル保守アプローチを求めているのなら、ディストリビューションカーネルを使用するべきです。

もう一点明確にしておくと、genkernel が自動的に実行中のハードウェアのためにカスタマイズされたカーネルコンフィギュレーションを生成すると信じているなら、それは誤解です。genkernel は、大部分の汎用的なハードウェアをサポートするように事前に決定されたカーネルコンフィギュレーションを使用して、カーネル、関連するモジュール、そして initramfs ファイルをアセンブルしてインストールするために必要な make コマンドを、自動で操作します。

バイナリ再配布可能なソフトウェアのライセンスグループ

linux-firmware パッケージが以前にインストールされているなら、インストールの節に進んでください。

前提条件として、sys-kernel/genkernel パッケージの firwmare USE フラグがデフォルトで有効化されているため、パッケージマネージャは sys-kernel/linux-firmware パッケージを取り込もうとするでしょう。linux-firmware をインストールする前に、バイナリ再配布可能なソフトウェアライセンスを受諾する必要があります。

このライセンスグループは、/etc/portage/make.conf ファイル内で ACCEPT_LICENSE の値として @BINARY-REDISTRIBUTABLE を追加することで、すべてのパッケージに対してシステム全体で受諾することができます。/etc/portage/package.license/linux-firmware ファイルで個別の受諾を追加することで、linux-firmware パッケージのみに対して受諾することもできます。

必要であれば、ハンドブックのベースシステムのインストールの章で利用可能な、ソフトウェアライセンスを受諾する方法を再確認して、受け入れられるソフトウェアライセンスのために変更を加えてください。

分析麻痺に陥ってきたなら、次のようにすればよいでしょう:

root #mkdir /etc/portage/package.license
FILE /etc/portage/package.license/linux-firmwarelinux-firmware パッケージのためにバイナリ再配布可能ライセンスを受諾する
sys-kernel/linux-firmware @BINARY-REDISTRIBUTABLE

インストール

説明や前提条件はさておき、sys-kernel/genkernel パッケージをインストールしてください:

root #emerge --ask sys-kernel/genkernel

生成

genkernel all を実行してカーネルソースをコンパイルしましょう。ただ、genkernel は多種多様に異なるコンピュータアーキテクチャのために、幅広いハードウェアをサポートするカーネルを生成するため、コンパイルが完了するまでにかなりの時間がかかることがあるということに注意しましょう。

Note
もしルートパーティションまたはボリュームが ext4 以外のファイルシステムを使用している場合、おそらく genkernel --menuconfig all を使ってマニュアルでカーネルを設定し、その特定のファイルシステムのためのサポートを (モジュールとしてファイルシステムをビルドするのではなく) カーネルに組み込む必要があるでしょう。
Note
LVM2 のユーザは以下の genkernel コマンドの引数に --lvm を加えるべきです。
root #genkernel --mountboot --install all

genkernel が完了したら、カーネルと初期 RAM ファイルシステム (initramfs) が生成され、/boot ディレクトリにインストールされていることでしょう。関連するモジュールは /lib/modules ディレクトリにインストールされるでしょう。initramfs は、(live ディスクイメージ環境でそうであるように) ハードウェアの自動検出を行うために、カーネルをロードした後すぐに開始されます。

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

別の方法: マニュアル設定

はじめに

Note
再掲ですが、この節はカーネルソースがインストールされていることを前提とします。適切なカーネルソースを取得していることを確認してから、ここに戻ってきてこの節の手順を進めてください。

カーネルのマニュアル設定は一般的に、システム管理者がしなければならない最も難しい手続きのひとつと見なされています。これは真実ではありません。カーネルを数回設定してみれば、それが難しいと言われていたことなど忘れてしまうでしょう!

しかし、一つだけ真実があります。カーネルをマニュアルで設定する時、ハードウェア情報を知ることはとても役に立ちます。ほとんどの情報は、lspciコマンドを含むsys-apps/pciutilsをインストールすることで得られます。

root #emerge --ask sys-apps/pciutils
Note
chroot環境では、lspciが出力していると思われる(pcilib: cannot open /sys/bus/pci/devicesのような)pcilibの警告は、無視しても構いません。

システム情報を得るための別の方法は、lsmodを使ってインストールCDが使っているカーネルモジュールを把握することです。その情報は何を有効にすべきかとてもよいヒントを与えてくれるでしょう。

では、カーネルソースがあるディレクトリに移動して、make menuconfigを実行しましょう。このコマンドはメニューベースの設定画面を起動します。

root #cd /usr/src/linux
root #make menuconfig

Linux カーネルの設定はとても多くのセクションを持っています。まず最初にいくつかの必須オプションを述べましょう(そうでない場合、Gentoo は動作しない、もしくは追加の処置なしには正しく動作しません)。 Gentoo wiki の Gentoo カーネルコンフィギュレーションガイドには、さらに役立つ記述があるでしょう。

必須オプションを有効にする

もし sys-kernel/gentoo-sources を使用する場合は、Gentoo 固有のコンフィギュレーションオプションを有効化することを強く推奨します。これらは、正しく機能するために必要な最小限のカーネルの機能が有効化されることを確実にします:

KERNEL Gentoo 固有オプションを有効化する
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

通常、最後の 2 行の選択は init システムの選択(OpenRCsystemd か)に依存します。両方の init システムへのサポートを有効化しても害はありません。

もし sys-kernel/vanilla-sources を使用する場合は、この init システムに関する追加の選択項目は利用できないでしょう。サポートを有効化することは可能ですが、このハンドブックの範囲からは外れることです。

典型的なシステムコンポーネントへのサポートを有効化する

システムのブートに必須となるドライバ (SATA コントローラ、NVMe ブロックデバイスサポート、ファイルシステムサポート等) は、モジュールではなく、カーネルの一部としてコンパイルしなければなりません。そうしないと、システムがまったくブートできない場合があります。

次に正確なプロセッサタイプを選択します。このとき、もし使えるのであればMCE機能を有効にすることが推奨されます。これによりハードウェアの異常が通知されるようになるでしょう。いくつかのアーキテクチャ(x86_64)で、これらのエラーはdmesgでは確認できませんが、/dev/mcelogにログが残ります。この機能を有効にするためにapp-admin/mcelogパッケージが必要になります。

また、Maintain a devtmpfs file system to mount at /devを選択することで、必須となるデバイスファイルがブートプロセスの初期段階で使えるようになります (CONFIG_DEVTMPFSCONFIG_DEVTMPFS_MOUNT):

KERNEL devtmpfs サポートを有効にする (CONFIG_DEVTMPFS)
Device Drivers --->
  Generic Driver Options --->
    [*] Maintain a devtmpfs filesystem to mount at /dev
    [*]   Automount devtmpfs at /dev, after the kernel mounted the rootfs

SCSI ディスクサポートが有効になっているか確認してください(CONFIG_BLK_DEV_SD):

KERNEL SCSI ディスクサポートを有効にする (CONFIG_SCSI, CONFIG_BLK_DEV_SD)
Device Drivers --->
  SCSI device support  ---> 
    <*> SCSI device support
    <*> SCSI disk support
KERNEL 基本的な SATA および PATA サポートを有効化する (CONFIG_ATA_ACPI, CONFIG_SATA_PMP, CONFIG_SATA_AHCI, CONFIG_ATA_BMDMA, CONFIG_ATA_SFF, CONFIG_ATA_PIIX)
Device Drivers --->
  <*> Serial ATA and Parallel ATA drivers (libata)  --->
    [*] ATA ACPI Support
    [*] SATA Port Multiplier support
    <*> AHCI SATA support (ahci)
    [*] ATA BMDMA support
    [*] ATA SFF support (for legacy IDE and PATA)
    <*> Intel ESB, ICH, PIIX3, PIIX4 PATA/SATA support (ata_piix)

基本的な NVMe サポートが有効になっているか確認してください:

KERNEL Linux 4.4.x で基本的な NVMe サポートを有効化する (CONFIG_BLK_DEV_NVME)
Device Drivers  --->
  <*> NVM Express block device
KERNEL Linux 5.x.x で基本的な NVMe サポートを有効化する (CONFIG_DEVTMPFS)
Device Drivers --->
  NVME Support --->
    <*> NVM Express block device

以下の追加の NVMe サポートを有効化しても害はありません:

KERNEL 追加の NVMe サポートを有効化する (CONFIG_NVME_MULTIPATH, CONFIG_NVME_MULTIPATH, CONFIG_NVME_HWMON, CONFIG_NVME_FC, CONFIG_NVME_TCP, CONFIG_NVME_TARGET, CONFIG_NVME_TARGET_PASSTHRU, CONFIG_NVME_TARGET_LOOP, CONFIG_NVME_TARGET_FC, CONFIG_NVME_TARGET_FCLOOP, CONFIG_NVME_TARGET_TCP
[*] NVMe multipath support
[*] NVMe hardware monitoring
<M> NVM Express over Fabrics FC host driver
<M> NVM Express over Fabrics TCP host driver
<M> NVMe Target support
  [*]   NVMe Target Passthrough support
  <M>   NVMe loopback device support
  <M>   NVMe over Fabrics FC target driver
  < >     NVMe over Fabrics FC Transport Loopback Test driver (NEW)
  <M>   NVMe over Fabrics TCP target support

次にFile Systemsで、システムが使用するファイルシステムに必要なサポートを選択しましょう。ルートファイルシステムに使われるファイルシステムをモジュールとしてコンパイルしてはいけません。モジュールにした場合、システムがパーティションをマウントできないおそれがあります。また、ここでVirtual memory/proc file systemも選択してください。システムの必要に応じて以下の選択肢から1個以上を選択してください:

KERNEL ファイルシステムサポートを有効化する (CONFIG_EXT2_FS, CONFIG_EXT3_FS, CONFIG_EXT4_FS, CONFIG_BTRFS_FS, CONFIG_XFS_FS, CONFIG_MSDOS_FS, CONFIG_VFAT_FS, CONFIG_PROC_FS, and CONFIG_TMPFS)
File systems --->
  <*> Second extended fs support
  <*> The Extended 3 (ext3) filesystem
  <*> The Extended 4 (ext4) filesystem
  <*> Btrfs filesystem support
  <*> XFS 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)

もしインターネットに接続するために、PPPoEもしくはダイヤルアップモデムを使う場合、次のオプションを有効にしてください (CONFIG_PPP, CONFIG_PPP_ASYNC, and CONFIG_PPP_SYNC_TTY):

KERNEL PPPoE サポートを有効化する(PPPoE, CONFIG_PPPOE, CONFIG_PPP_ASYNC, CONFIG_PPP_SYNC_TTY
Device Drivers --->
  Network device support --->
    <*> PPP (point-to-point protocol) support
    <*> PPP over Ethernet
    <*> PPP support for async serial ports
    <*> PPP support for sync tty ports

2つの圧縮オプションは選択しても差し支えありませんが、必須というわけでもありません。PPP over Ethernetオプションも同様です。これはカーネルモードのPPPoEをするために設定された時だけにpppによって使用されるものです。

カーネルにネットワークカード(イーサネットもしくはワイヤレス)のサポートを組み込むことを忘れてはいけません。

多くのシステムではマルチコアを使用できます。Symmetric multi-processing supportを有効にすることは重要です (CONFIG_SMP):

KERNEL SMP サポートを有効にする (CONFIG_SMP)
Processor type and features  --->
  [*] Symmetric multi-processing support
Note
マルチコアシステムでは、それぞれのコアが1プロセッサとカウントされます。

USB接続の入力装置(キーボードやマウス)などのUSBデバイスを使用する場合、以下を必ず有効にしてください:

KERNEL USB とヒューマンインプットデバイスのサポートを有効にする (CONFIG_HID_GENERIC, CONFIG_USB_HID, CONFIG_USB_SUPPORT, CONFIG_USB_XHCI_HCD, CONFIG_USB_EHCI_HCD, CONFIG_USB_OHCI_HCD, (CONFIG_HID_GENERIC, CONFIG_USB_HID, CONFIG_USB_SUPPORT, CONFIG_USB_XHCI_HCD, CONFIG_USB_EHCI_HCD, CONFIG_USB_OHCI_HCD, CONFIG_USB4)
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
  <*> Unified support for USB4 and Thunderbolt  --->

Architecture specific kernel configurations

Note
Placeholder for architecture-specific kernel build information

Compiling and installing

Note
Placeholder for instructions for building and installing the kernel sources

任意自由選択: initramfsのビルド

いくつかの特別なケースで initramfs - initial ram-based file system (訳注: 起動時の RAM ベースのファイルシステム) のビルドが必要になります。最もよくある理由は、重要なディレクトリ(/usr//var/等)が別パーティションにある場合です。initramfsがあれば、initramfsの中にあるツールを使うことで、これらのパーティションをマウントすることができます。

initramfs が無いと、ファイルシステムをマウントするツールがまだマウントされていないファイルシステムの中にある情報を必要としている場合、システムが正しく起動できないリスクがあります。initramfs はカーネルブートの直後かつ制御が init ツールに移る前に必要なファイルをアーカイブに引き込みます。initramfs のスクリプトはシステムがブートを継続するために必要なパーティションを正しくマウントすることを保証します。

Important
genkernel を使用する場合は、カーネルおよび initramfs の両方をビルドでこれを使用するべきです。genkernel を initramfs の生成のためだけに使用する場合は、genkernel--kernel-config=/path/to/kernel.config を渡すのがきわめて重要です。そうしないと、生成された initramfs が手動でビルドされたカーネルと同時に動作しない場合があります。手動でビルドされたカーネルはハンドブックのサポート範囲外であることに注意してください。詳細についてはカーネルコンフィギュレーションの記事を確認してください。

initramfsをインストールするために、最初にsys-kernel/dracutをインストールしましょう。そしてinitramfsを生成します。

root #emerge --ask sys-kernel/dracut
root #dracut --kver=

initramfsは/boot/に保存されます。生成されるファイルは単純にinitramfsで始まります。

root #ls /boot/initramfs*

次はカーネルモジュールです。

カーネルモジュール

利用可能なカーネルモジュールを一覧表示する

Note
ハードウェアモジュールを手作業で列挙する必要はありません。ほとんどの場合、udev は接続を検出したハードウェアのモジュールを自動でロードします。ですが、自動でロードされるであろうモジュールを列挙することは特に有害ではありません。モジュールが二度ロードされることはありません。モジュールの状態は、ロードされているかいないか、どちらかしかありません。時として変なハードウェアは、ドライバをロードするのにこうした手助けが必要になることがあります。

/etc/modules-load.d/*.conf ファイルに、ブート時に毎回ロードしなければならないモジュールを、1 行ごとに 1 モジュールのフォーマットで追加することができます。モジュールに追加のオプションを与える必要があれば、ここではなく /etc/modprobe.d/*.confファイルで設定すべきです。

特定のカーネルバージョンで利用可能なすべてのモジュールを把握するためには、次の find コマンドを実行してください。"<kernel version>" を検索したいカーネルのバージョンで適切に置き換えることを忘れないでください:

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

特定のカーネルモジュールのロードを強制する

3c59x.ko モジュール (これは特定の 3Com ネットワークカードファミリのためのドライバです) をロードするようにカーネルに強制するには、/etc/modules-load.d/network.conf 内にモジュール名を記載してください。

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

モジュールの .ko ファイル拡張子はロード機構にとって重要ではなく、設定ファイルから除かれるということに注意してください:

FILE /etc/modules-load.d/network.conf強制的に3c59x モジュールをロードする
3c59x

では、システムの設定に進み、インストールを続けましょう。