8.10. Compilation d'un noyau

Les noyaux fournis par Debian intègrent le plus grand nombre possible de fonctionnalités ainsi qu'un maximum de pilotes, afin de couvrir le plus grand spectre de configurations matérielles existantes. C'est pourquoi certains utilisateurs préfèrent recompiler le noyau pour n'y inclure que le strict nécessaire. Il existe deux raisons à ce choix. Premièrement, cela peut être pour optimiser la consommation de mémoire, puisque le code du noyau, même s'il n'est jamais utilisé, occupe de la mémoire pour rien (et ne « descend » jamais sur l'espace d'échange, donc c'est de vraie mémoire vive qu'il s'agit), ce qui peut diminuer les performances globales du système. Il peut également s'agir de limiter le risque de failles de sécurité (le code compilé portant alors sur une fraction plus faible du code existant).

La recompilation du noyau est aussi nécessaire si l'on souhaite employer certaines fonctionnalités non intégrées dans sa version standard mais disponibles sous forme de correctifs, ou patches.

8.10.1. Introduction et prérequis

Comme on peut s'y attendre, Debian gère le noyau sous forme de paquet, ce qui n'est pas la manière traditionnelle de le compiler et de l'installer. Les noyaux restant sous le contrôle du système de paquetage, ils peuvent être rapidement supprimés ou déployés sur plusieurs machines. De plus, les scripts associés à ces paquets permettent également une meilleure interaction avec le chargeur de démarrage et le générateur d'images de démarrage (initrd).

Les sources amont du noyau Linux contiennent tout ce qui est requis pour construire un paquet Debian du noyau. Vous aurez simplement besoin d'installer le paquet build-essential, qui contient les outils de compilation standards pour générer un paquet Debian. Par ailleurs, la configuration du noyau nécessitera le paquet libncurses5-dev. Enfin, le paquet fakeroot permettra de créer le paquet Debian sans utiliser les droits de l'administrateur.

8.10.2. Récupérer les sources

Like anything that can be useful on a Debian system, the Linux kernel sources are available in a package. To retrieve them, just install the linux-source-version package. The apt search ^linux-source command lists the various kernel versions packaged by Debian. The latest version is available in the Unstable distribution: you can retrieve them without much risk (especially if your APT is configured according to the instructions of Section 6.2.6, « Travailler avec plusieurs distributions »). Note that the source code contained in these packages does not correspond precisely with that published by Linus Torvalds and the kernel developers; like all distributions, Debian applies a number of patches, which might (or might not) find their way into the upstream version of Linux. These modifications include backports of fixes/features/drivers from newer kernel versions, new features not yet (entirely) merged in the upstream Linux tree, and sometimes even Debian specific changes.

The remainder of this section focuses on the 4.9 version of the Linux kernel, but the examples can, of course, be adapted to the particular version of the kernel that you want.

We assume the linux-source-4.9 package has been installed. It contains /usr/src/linux-source-4.9.tar.xz, a compressed archive of the kernel sources. You must extract these files in a new directory (not directly under /usr/src/, since there is no need for special permissions to compile a Linux kernel): ~/kernel/ is appropriate.

$ mkdir ~/kernel; cd ~/kernel
$ tar -xaf /usr/src/linux-source-4.9.tar.xz

CULTURE Emplacement des sources du noyau

Traditionnellement, les sources du noyau Linux ont toujours été placées sous /usr/src/linux/, nécessitant donc les droits root pour la compilation. Comme vous le savez, il faut pourtant éviter de travailler inutilement avec les droits de l'administrateur. Il existe bien un groupe src qui permet à ses membres de travailler dans ce répertoire, mais on évitera malgré tout de recourir à /usr/src/. En conservant les sources du noyau dans un répertoire personnel, vous optez pour la sécurité à tout point de vue : pas de fichiers inconnus du système de paquetage dans /usr/, ni de risque d'induire en erreur les programmes qui scrutent /usr/src/linux/ pour obtenir des informations sur le noyau employé.

8.10.3. Configuration du noyau

La prochaine étape consiste à configurer le noyau conformément à ses besoins. Le mode opératoire dépend des objectifs.

Si l'on recompile une version plus récente du noyau (éventuellement dotée d'un patch supplémentaire), le plus probable est qu'on veuille rester aussi près que possible de la configuration standard proposée par Debian. Dans ce cas, et au lieu de tout reconfigurer depuis zéro, il est bon de copier le fichier /boot/config-version (la version est celle du noyau employé actuellement — uname -r vous la révélera au besoin) en .config dans le répertoire des sources du noyau .

$ cp /boot/config-4.9.0-3-amd64 ~/kernel/linux-source-4.9/.config

Si vous ne souhaitez pas changer la configuration, vous pouvez en rester là et sauter directement à la Section 8.10.4, « Compilation et génération du paquet ». Dans le cas contraire, ou si vous avez décidé de tout reconfigurer depuis zéro, il faudra prendre le temps de configurer votre noyau. Pour cela, il propose différentes interfaces, qu'on invoque depuis le répertoire des sources par la commande make suivie d'un argument.

make menuconfig compile et exécute une interface évoluée en mode texte (c'est ici que le paquet libncurses5-dev est requis) qui propose de naviguer dans une structure hiérarchique présentant les options proposées. Une pression sur la touche Espace change la valeur de l'option sélectionnée et Entrée valide le bouton sélectionné en bas de l'écran : Select permet de rentrer dans le sous-menu sélectionné, Exit remonte d'un cran dans la hiérarchie, et Help produit des informations plus détaillées sur le rôle de l'option sélectionnée. Les flèches permettent de se positionner dans la liste des options et des boutons. Pour quitter le configurateur, il faut sélectionner Exit depuis le menu principal. Le programme propose alors de sauvegarder les changements : acceptez si vous êtes satisfaits de vos choix.

Les autres interfaces ont un fonctionnement similaire, mais inscrit dans des interfaces graphiques plus modernes : make xconfig emploie la boîte à outils Qt et make gconfig recourt à GTK+. La première a besoin de libqt4-dev tandis que la seconde requiert libglade2-dev et libgtk2.0-dev.

Lorsque l'on utilise une de ces interfaces de configuration, il est généralement conseillé de partir d'une configuration par défaut raisonnable. Le noyau fournit de telles configurations dans arch/architecture/configs/*_defconfig et il est possible de les mettre en place avec une commande telle que make x86_64_defconfig (pour un PC 64 bits) ou make i386_defconfig (pour un PC 32 bits).

ASTUCE Que faire d'un .config obsolète ?

Lorsque l'on fournit un fichier .config qui provient d'une autre version du noyau (généralement plus ancienne), ce fichier doit être mis à jour. Cela se fait avec make oldconfig, qui va poser interactivement les questions portant sur les nouvelles options de configuration. Pour utiliser les réponses par défaut à toutes ces questions, on préfèrera make olddefconfig. Pour finir, la commande make oldnoconfig répondra par la négative à toutes ces nouvelles questions.

8.10.4. Compilation et génération du paquet

Une fois que la configuration du noyau est prête, la commande make deb-pkg va créer jusqu'à 5 paquets Debian : linux-image-version, qui contient le noyau lui-même et les modules associés ; linux-headers-version, qui contient les fichiers d'en-tête nécessaires pour construire des modules externes ; linux-firmware-image-version, qui contient des fichiers de microcode requis par certains pilotes de périphériques (ce paquet peut être absent lorsque vous compilez le noyau depuis les sources fournies par Debian) ; linux-image-version-dbg, qui contient les symboles de débogage pour l'image du noyau et ses modules ; linux-libc-dev, qui contient les fichiers d'en-têtes requis pour certaines bibliothèques de code en espace utilisateur, telles que la bibliothèque C standard de GNU (glibc).

La version est construite à partir de la version amont (définie par les variables VERSION, PATCHLEVEL, SUBLEVEL et EXTRAVERSION dans le fichier Makefile), du paramètre de configuration LOCALVERSION et de la variable d'environnement LOCALVERSION. La version du paquet réutilise la même chaîne de version, avec une révision qui est régulièrement incrémentée (et stockée dans le fichier .version), sauf si elle est explicitement surchargée par la variable d'environnement KDEB_PKGVERSION.

$ make deb-pkg LOCALVERSION=-falcot KDEB_PKGVERSION=$(make kernelversion)-1
[...]
$ ls ../*.deb
../linux-headers-4.9.30-ckt4-falcot_4.9.30-1_amd64.deb
../linux-image-4.9.30-ckt4-falcot_4.9.30-1_amd64.deb
../linux-image-4.9.30-ckt4-falcot-dbg_4.9.30-1_amd64.deb
../linux-libc-dev_4.9.30-1_amd64.deb

8.10.5. Compilation de modules externes

Certains modules sont gérés en dehors du noyau Linux officiel. Pour les employer, il faut les compiler de concert avec le noyau correspondant. Debian fournit les sources d'un certain nombre de modules externes, tels que xtables-addons-source (modules supplémentaires pour iptables) ou oss4-source (qui contient un ensemble alternatif de pilotes de cartes audio).

Il est difficile de dresser la liste des modules externes disponibles sous forme de sources dans Debian, mais la commande apt-cache search source$ permet de restreindre le champ de la recherche. De toute façon, cette liste n'apporte rien puisqu'il n'y a pas de raison particulière de compiler des modules externes sauf quand on sait qu'on en a besoin — auquel cas la documentation du périphérique vous renseignera.

Examinons par exemple le paquet xtables-addons-source : après installation, un fichier .tar.bz2 des sources du module est stocké dans /usr/src/. Nous pourrions extraire cette archive et construire le module à la main, mais en pratique il est d'usage d'automatiser tout cela avec DKMS. La plupart des modules proposent l'intégration avec DKMS dans un paquet dont le nom finit par -dkms. Dans notre cas, il suffit d'installer le paquet xtables-addons-dkms pour que le module soit compilé pour le noyau courant, à condition que le paquet linux-headers-* correspondant au noyau courant soit aussi installé. Par exemple, si l'on utilise linux-image-amd64, il faut également installer linux-headers-amd64.

$ sudo apt install xtables-addons-dkms

[...]
Setting up xtables-addons-dkms (2.12-0.1) ...
Loading new xtables-addons-2.12 DKMS files...
Building for 4.9.0-3-amd64
Building initial module for 4.9.0-3-amd64
Done.

xt_ACCOUNT:
Running module version sanity check.
 - Original module
   - No original module exists within this kernel
 - Installation
   - Installing to /lib/modules/4.9.0-3-amd64/updates/dkms/
[...]
DKMS: install completed.
$ sudo dkms status
xtables-addons, 2.12, 4.9.0-3-amd64, x86_64: installed
$ sudo modinfo xt_ACCOUNT
filename:       /lib/modules/4.9.0-3-amd64/updates/dkms/xt_ACCOUNT.ko
license:        GPL
alias:          ipt_ACCOUNT
author:         Intra2net AG <opensource@intra2net.com>
description:    Xtables: per-IP accounting for large prefixes
[...]

ALTERNATIVE module-assistant

Avant l'apparition de DKMS, la solution la plus simple pour construire et déployer des modules du noyau était module-assistant. Cette solution est toujours disponible, en particulier pour les paquets qui ne proposent pas (encore) une intégration avec DKMS : avec une simple commande telle que module-assistant auto-install xtables-addons (ou même sa version raccourcie, m-a a-i xtables-addons), les modules sont construits pour le noyau courant, puis empaquetés dans un nouveau paquet Debian, qui est lui-même installé à la volée.

8.10.6. Emploi d'un patch sur le noyau

Certaines fonctionnalités ne sont pas intégrées au noyau standard faute de stabilité ou d'accord des mainteneurs du noyau. Dans ce cas, il arrive qu'elles soient diffusées sous la forme de correctif (ou patch), que chacun est alors libre d'appliquer sur les sources du noyau.

Debian sometimes provides some of these patches in linux-patch-* packages but they often don't make it into stable releases (sometimes for the very same reasons that they are not merged into the official upstream kernel). These packages install files in the /usr/src/kernel-patches/ directory.

Pour appliquer un ou plusieurs des patches installés, il faudra utiliser la commande patch sur le répertoire de sources, puis lancer la compilation du noyau comme précédemment.

$ cd ~/kernel/linux-source-4.9
$ make clean
$ zcat /usr/src/kernel-patches/diffs/grsecurity2/grsecurity-3.1-4.9.11-201702181444.patch.gz | patch -p1

Attention, un patch ne fonctionnant pas forcément avec toutes les versions des noyaux, il est possible que patch échoue à l'appliquer sur les sources du noyau. Un message vous en informera alors : dans ce cas, référez-vous à la documentation disponible dans le paquet Debian du patch (dans le répertoire /usr/share/doc/linux-patch-*/). Il est probable que le mainteneur indique pour quelles versions du noyau il a été prévu.