Ubuntu 커널 빌드

Ubuntu 커널 빌드를 하려면 Host PC에 커널 빌드에 필요한 패키지들을 설치하고, Kernel 소스를 준비 후 빌드하고 부트로더(Grub)에 반영해야 한다. 이 글을 우분투 환경에서 커널을 빌드하고, 적용하는 방법을 설명한다.

Contents:

빌드 환경 셋업

우선 커널 빌드는 로컬에서 빌드해서 확인한 결과 소스를 포함해서 대략 20G정도가 사용된다. 커널 빌드를 시작하기에 앞서 충분한 용량을 확보하고 시작하는 것이 좋다.

시스템에 커널을 구축하기 위해 필요한 몇 가지 도구들이 있다. 이러한 패키지들을 설치한 적이 없다면 다음의 패키지들을 설치한다.

sudo apt install build-essential libncurses-dev gawk flex bison openssl libssl-dev dkms libelf-dev libudev-dev libpci-dev libiberty-dev autoconf llvm

git을 설치한다.

sudo apt install git

우분투 커널 소스 얻기

우분투 커널 소스를 얻으려면 linux-source 패키지를 받는다.

sudo apt install linux-source

linux-source가 다운 됐는지 /usr/src 에서 소스를 확인한다.

$ ls -la
total 20
drwxr-xr-x  5 root root 4096 Aug 25 15:35 .
drwxr-xr-x 14 root root 4096 Aug 10 00:17 ..
drwxr-xr-x 25 root root 4096 Aug 25 15:22 linux-headers-5.15.0-79
drwxr-xr-x  7 root root 4096 Aug 25 15:22 linux-headers-5.15.0-79-generic
drwxr-xr-x  4 root root 4096 Aug 25 15:35 linux-source-5.15.0
lrwxrwxrwx  1 root root   47 Jul 10 13:33 linux-source-5.15.0.tar.bz2 -> linux-source-5.15.0/linux-source-5.15.0.tar.bz2

또는, git 으로 관리되고 있는 우분투 커널 소스를 받으려면 아래와 같이 git clone 하여 받는다.

git clone git://git.launchpad.net/~ubuntu-kernel/ubuntu/+source/linux/+git/jammy

config 설정

다운 받은 커널 소스로 이동해서, 현재 커널의 config를 다운받은 커널 소스에 .config 이름으로 복사한다.

cp /boot/config-$(uname -r) .config

동일한 config를 적용하려면 아래와 같이 oldconfig가 적용되게 한다. 이러면 복사한 .config가 그대로 적용된다.

$ make oldconfig
  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/confdata.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/expr.o
  LEX     scripts/kconfig/lexer.lex.c
  YACC    scripts/kconfig/parser.tab.[ch]
  HOSTCC  scripts/kconfig/lexer.lex.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/menu.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/parser.tab.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/preprocess.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/symbol.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/util.o
  HOSTLD  scripts/kconfig/conf
#
# configuration written to .config
#

추가적으로, 변경하려는 config가 있으면 menuconfig를 하여 필요한 config를 추가/제거 한다.

make menuconfig

커널 빌드

커널 빌드를 들어가기에 앞서, 로컬 빌드임을 표기하기 위해 Makefile 에서 EXTRAVERSION 을 수정한다. 아래는 로컬빌드임을 나타내기 위해 “-local”을 입력했는데, 이 경우 install 시에 버전을 5-15-111-local 로 표기하게 된다.

# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
VERSION = 5
PATCHLEVEL = 15
SUBLEVEL = 111
EXTRAVERSION = -local                 # <-- 수정
NAME = Trick or Treat

일단 커널 소스 디렉토리를 정리하고 커널 및 모듈을 컴파일한다.

make clean
make

컴파일 도중 아래와 같이 debian/canonical-certs.pem 에러가 발생하는 경우에는, SYSTEM_TRUSTED_KEYS를 disable 하거나 해준후 make를 다시 진행하거나, 다운받은 커널 소스에 있는 debian/canonical-certs.pem을 copy 하여 진행할 수 있다.

make[1]: *** No rule to make target 'debian/canonical-certs.pem', needed by 'certs/x509_certificate_list'.  Stop.
make: *** [Makefile:1900: certs] Error 2

./scripts/config --disable SYSTEM_TRUSTED_KEYS
make

cp -a /usr/src/linux-source-5.15.0/debian .
make

만약 아래와 같이 debian/canonical-revoked-certs.pem 에러가 발생하면, 위에 SYSTEM_TRUSTED_KEYS를 disable 한 경우이므로, 아래와 같이 SYSTEM_REVOCATION_KEYS를 disable 해준 후 make를 다시 진행한다.

make[1]: *** No rule to make target 'debian/canonical-revoked-certs.pem', needed by 'certs/x509_revocation_list'.  Stop.
make: *** [Makefile:1900: certs] Error 2

./scripts/config --disable SYSTEM_REVOCATION_KEYS
make

필자의 경우 커널 컴파일 중 거의 끝무렵에 아래와 같이 BTF 관련 에러가 발생했다.

  CC      arch/x86/lib/iomem.o
  AS      arch/x86/lib/iomap_copy_64.o
  AR      arch/x86/lib/built-in.a
  GEN     .version
  CHK     include/generated/compile.h
  LD      vmlinux.o
  MODPOST vmlinux.symvers
WARNING: modpost: vmlinux.o(.text+0x9f91f7): Section mismatch in reference from the function i8042_probe() to the variable .init.rodata:i8042_quirks
The function i8042_probe() references
the variable __initconst i8042_quirks.
This is often because i8042_probe lacks a __initconst
annotation or the annotation of i8042_quirks is wrong.

  MODINFO modules.builtin.modinfo
  GEN     modules.builtin
BTF: .tmp_vmlinux.btf: pahole (pahole) is not available
Failed to generate BTF for vmlinux
Try to disable CONFIG_DEBUG_INFO_BTF
make: *** [Makefile:1230: vmlinux] Error 1

이를 방지하기 위해 미리 CONFIG_DEBUG_INFO_BTF 을 disable 하고 빌드를 시작하거나, dwarves 패키지를 설치후에 다시 make 한다.

./scripts/config --disable DEBUG_INFO_BTF
make

sudo apt install dwarves
make

모듈 설치(modules_install)

컴파일이 완료되면 커널 모듈(modules) ko 이미지들을 install 한다. /lib/modules 에 install 되기 때문에 sudo 로 실행한다.

$ sudo make modules_install
  INSTALL arch/x86/crypto/aegis128-aesni.ko
  INSTALL arch/x86/crypto/aesni-intel.ko
  INSTALL arch/x86/crypto/blowfish-x86_64.ko
  INSTALL arch/x86/crypto/camellia-aesni-avx-x86_64.ko
... 
  INSTALL sound/x86/snd-hdmi-lpe-audio.ko
  INSTALL sound/xen/snd_xen_front.ko
  INSTALL ubuntu/xr-usb-serial/xr_usb_serial_common.ko
  DEPMOD  5.4.111-local

install 이 제대로 되었는지 /lib/modules 를 확인한다.

$ ls /lib/modules/5.4.111-local
build   modules.alias      modules.builtin            modules.builtin.bin      modules.dep      modules.devname  modules.softdep  modules.symbols.bin
kernel  modules.alias.bin  modules.builtin.alias.bin  modules.builtin.modinfo  modules.dep.bin  modules.order    modules.symbols  source

커널 설치(install)

커널을 install 한다.

sudo make install
arch/x86/Makefile:142: CONFIG_X86_X32 enabled but no binutils support
sh ./arch/x86/boot/install.sh 5.15.111-local \
        arch/x86/boot/bzImage System.map "/boot"
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/dkms 5.15.111-local /boot/vmlinuz-5.15.111-local
 * dkms: running auto installation service for kernel 5.15.111-local                                          [ OK ]
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/initramfs-tools 5.15.111-local /boot/vmlinuz-5.15.111-local
update-initramfs: Generating /boot/initrd.img-5.15.111-local
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/unattended-upgrades 5.15.111-local /boot/vmlinuz-5.15.111-local
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/update-notifier 5.15.111-local /boot/vmlinuz-5.15.111-local
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/xx-update-initrd-links 5.15.111-local /boot/vmlinuz-5.15.111-local
I: /boot/initrd.img is now a symlink to initrd.img-5.15.111-local
run-parts: executing /etc/kernel/postinst.d/zz-update-grub 5.15.111-local /boot/vmlinuz-5.15.111-local
Sourcing file `/etc/default/grub'
Sourcing file `/etc/default/grub.d/init-select.cfg'
Generating grub configuration file ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-5.15.111-local
Found initrd image: /boot/initrd.img-5.15.111-local
Found linux image: /boot/vmlinuz-5.15.0-79-generic
Found initrd image: /boot/initrd.img-5.15.0-79-generic
Warning: os-prober will not be executed to detect other bootable partitions.
Systems on them will not be added to the GRUB boot configuration.
Check GRUB_DISABLE_OS_PROBER documentation entry.
done

커널 instalL이 제대로 되었는지 /boot 를 확인한다. 아래와 같이 vmlinuz-5.4.111-local, initrd.img-5.4.111-local 이 있는지 확인하고, 각각 vmlinz, initrd.img 링크가 잘 되어 있는지 확인한다.

$ ls -l /boot/
total 899056
-rw-r--r-- 1 root root    261881 Jul 10 13:33 config-5.15.0-79-generic
-rw-r--r-- 1 root root    261629 Aug 26 07:53 config-5.15.111-local
drwxr-xr-x 5 root root      4096 Aug 26 07:54 grub
lrwxrwxrwx 1 root root        25 Aug 26 07:54 initrd.img -> initrd.img-5.15.111-local
-rw-r--r-- 1 root root 110809304 Aug 26 01:17 initrd.img-5.15.0-79-generic
-rw-r--r-- 1 root root 775144226 Aug 26 07:54 initrd.img-5.15.111-local
lrwxrwxrwx 1 root root        28 Aug 26 01:17 initrd.img.old -> initrd.img-5.15.0-79-generic
-rw------- 1 root root   6271933 Jul 10 13:33 System.map-5.15.0-79-generic
-rw-r--r-- 1 root root   6091626 Aug 26 07:53 System.map-5.15.111-local
lrwxrwxrwx 1 root root        22 Aug 26 07:53 vmlinuz -> vmlinuz-5.15.111-local
-rw------- 1 root root  11613672 Jul 10 15:22 vmlinuz-5.15.0-79-generic
-rw-r--r-- 1 root root  10151232 Aug 26 07:53 vmlinuz-5.15.111-local
lrwxrwxrwx 1 root root        25 Aug 26 01:17 vmlinuz.old -> vmlinuz-5.15.0-79-generic

시스템 재시작 및 확인

시스템을 재시작하여 새로 설치된 커널 부팅을 확인한다.

sudo reboot

$ uname -r
5.15.111-local

빌드 환경 셋업

우분투 커널 소스 얻기

config 설정

커널 빌드

모듈 설치(modules_install)

커널 설치(install)

시스템 재시작 및 확인

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커널 설치(install)

시스템 재시작 및 확인

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