Kernelgeschichten
Dr. Linux
Der Sprung ins kalte Wasser
Ich würde gerne einen Kernel bauen, befürchte aber, dass das mit meinen Linux-Kenntnissen schief gehen könnte. Gibt es nicht eine sichere Methode?
Dr. Linux: Beschaffen Sie sich ausreichend Informationen zum Thema "Kernel-Übersetzen", damit Sie nicht von plötzlich auftretenden Problemen überrascht werden. Eine Informationsquelle ist z. B. das Kernel-HOWTO. Wenn Sie es nicht auf Ihrem System installiert haben, dann finden Sie es im WWW unter http://www.tu-harburg.de/dlhp/.
Ferner bietet Ihnen Ihr System im Verzeichnis /usr/src/linux/Documentation zumeist umfangreiche Texte zum Selbststudium an.
Um Fehler durch Aufregung oder Flüchtigkeit zu vermeiden, habe ich meine ersten Kernel alle auf eine Bootdiskette gebracht, um erstmal deren "Wirkung" zu überprüfen. So kann man eventuellen Fehlermeldungen mit einer gewissen Lässigkeit gegenüber stehen und ggf. nochmal von vorn beginnen. Eine nachweislich funktionierende Bootdisk sollte ebenfalls vorhanden sein. Mit
root# make zdisk
oder
root# make bzdisk
bringen Sie einen neuen Kernel direkt auf Diskette, wobei zunächst der Kernel erzeugt, anschließend komprimiert und schließlich auf die Diskette kopiert wird.
System zu groß?
Auf meinem System lässt sich kein Kernel kompilieren. Nach dem Befehl
root# make zImage
bekomme ich die Meldung
System is too big. Try using bzImage or modules.
Dr. Linux: Diese Meldung oder auch die Meldung "kernel too big" bedeutet, dass Ihr Kernel-Image über der zulässigen Höchstgrenze von 512 Kilobyte liegt. Diese Maximalgröße kommt daher, dass der Kernel-Loader noch im Real-Modus gestartet wird, wo nicht mehr Speicher zur Verfügung steht.
Mit den aktuellen Linux-Versionen ist es allerdings nicht mehr nötig, unbedingt ein Kernel-Image zu erzeugen, das diese Grenze einhält: Die aktuellen Versionen von LILO oder Loadlin kommen auch mit einem größeren Kernel klar – allerdings nur, wenn er speziell erzeugt wurde. Der entsprechende Befehl dazu lautet
root# make bzImage
Das b steht für "big". Einen solchen "Big-Kernel" erhalten Sie übrigens auch, wenn Sie die Befehle
root# make bzlilo
oder das oben erwähnte
root# make bzdisk
nutzen. make bzlilo baut nicht nur Ihren neuen Kernel, sondern übernimmt auch den Eintrag in den Boot-Manager LILO. Voraussetzung dafür ist, dass Sie keinen alternativen Linux-Boot-Loader (z. B. grub) benutzen und sich das Programm lilo in /sbin befindet. So einfach sich das auch anhören mag, make bzlilo ist für den "Erstlings-Kernel" nicht die beste Wahl. Wie Sie bei Problemen die /etc/lilo.conf editieren und Ihren "alten", funktionierenden Kernel vorsorglich als Boot-Alternative eintragen, sollten Sie sich vorher angelesen haben.
Wenn Sie bei einem make zImage bleiben wollen, bleibt Ihnen bei Erscheinen der Fehlermeldung nur das Auslagern mehrerer Treiber als Module, um so Ihr Kernel-Image abzuspecken.
Glossar
Kernel
Der Betriebssystem-Kern ("Kernel") besteht aus den Komponenten, die das eigentliche Betriebssystem ausmachen. Nur er hat direkten Zugriff auf die Ressourcen des Computers, also auf Plattenplatz, Speicher und Rechenzeit, Tastatur usw. Wird ein Kommando abgeschickt oder ein Programm aufgerufen, so wird der benötigte Programm-Code in den Hauptspeicher geladen und gestartet. Dieses Programm wird nun als Prozess (engl. "task") bezeichnet. Prozesse haben keinen Zugriff auf die Ressourcen, sie fordern diese jeweils vom Kernel an. Der Linux-Betriebssystem-Kern verteilt die nötige Rechenzeit und den Speicher so blitzschnell, dass der Eindruck entsteht, Programme könnten gleichzeitig ablaufen.
kompilieren
Wird eine Sourcecode-Datei an einen Compiler (z. B. gcc) übergeben, entsteht aus dem ursprünglichen (von Menschen lesbaren) Code eine sogenannte (von Maschinen lesbare) Objektdatei. Die Objektdatei wird wiederum mit den benötigten Libraries verbunden und abschließend ein lauffähiges Programm erzeugt. Libraries oder Bibliotheken enthalten Standardfunktionen, die von vielen Programmen benutzt werden, z. B. für die Bildschirmausgabe. Auf diese Weise müssen all diese Funktionen nicht für jedes einzelne Programm immer wieder neu geschrieben werden.
Sourcen
Oft auch Quellcode oder Quelltext genannt. Der Text, den ein Programmierer (in einer Programmiersprache wie z. B. C++) geschrieben hat. Erst durch Compiler genannte "Übersetzungsprogramme" wird aus dem von Menschen lesbaren Text ein binäres Programm bzw. eine von der Maschine ausführbare Datei.
BIOS
("Basic Input/Output System") Die Basis-Software des Computers. Beim Hochfahren des Rechners führt dieses Programm einen Selbsttest des Rechners durch, der u. a. den Grafikmodus feststellt, das Motherboard und den Hauptspeicher überprüft. Anwender können Veränderungen an den BIOS-Einstellungen vornehmen. Genaue Informationen liefern die Broschüren, die beim Kauf eines Computers bzw. Motherboards beiliegen. Auf der Web-Seite http://www.bios-info.de/ finden Sie weitergehende Informationen.
Real-Modus
Beim Einschalten eines Rechners startet ein Code das BIOS, welches nach seinen (erfolgreichen) Checks ein "OK" meldet. Erst danach wird die Suche nach dem Betriebssystem eingeleitet. Je nach der im BIOS eingestellten Reihenfolge werden die ersten Sektoren von Disketten-, CD-ROM- oder Festplattenlaufwerken nach einem Boot-Loader (z. B. LILO) durchsucht. Wird ein Loader gefunden und aktiviert, beginnt das Laden des Kernel. Damit wird das Betriebssystem gestartet, und die CPU kann aus dem Real Mode in den Protected Mode schalten: Nur in letzterem kann ein Rechner seinen gesamten Speicher ansprechen.
Module
Treiber, die erst bei Bedarf in einen (modularisierten) Kernel geladen werden. Der Vorteil eines solchen Kernels im Gegensatz zum monolithischen Kernel, der alle Treiber fest eingebunden hat, ist, dass nur benötigte Treiber zur Laufzeit geladen werden und im nicht gebrauchten Zustand keinen Speicherplatz belegen.
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