Kali Linux: сборка ядра

В сегодняшнем материале публикуем перевод очередного фрагмента книги «Kali Linux Revealed». Из него вы узнаете о том, как модифицировать и собрать собственное ядро Linux. Этой теме посвящён второй раздел девятой главы.

9.2. Перекомпиляция ядра Linux

Стандартные ядра Kali включают в себя максимум функций и все доступные наборы драйверов. Сделано это для того, чтобы система могла работать на как можно большем количестве существующих конфигураций аппаратного обеспечения. Именно поэтому некоторые пользователи предпочитают перекомпилировать ядро для того, чтобы в нём было только то, что нужно именно им. У такого шага есть две причины. Первый — оптимизация потребления памяти, так как весь код ядра, даже если он не используется, занимает физическую память. Так как статически скомпилированные фрагменты ядра никогда не перемещаются в область подкачки, общее снижение системной производительности будет происходить из-за наличия встроенных драйверов и функций, которые никогда не используются. Вторая причина заключается в том, что уменьшение числа драйверов и механизмов ядра уменьшает риск возникновения проблем с безопасностью, так как используется лишь часть доступного кода ядра.

▍Сборка собственного ядра и обновление системы

Если вы решили собрать собственное ядро, вы должны понимать, что ответственность за последствия ложится на вас. Команда Kali не сможет обеспечить обновления безопасности для вашего ядра. Работая с ядром, предоставленным Kali, вы пользуетесь и обновлениями, подготовленных в рамках Debian Project.

Перекомпиляция ядра, кроме того, необходима в том случае, если вам нужно воспользоваться определёнными возможностями, которые доступны только в виде патчей (и не включены в стандартную версию ядра).

▍О руководстве The Debian Kernel Handbook

Команда по работе с ядром Debian поддерживает в актуальном состоянии руководство The Debian Kernel Handbook (оно, кроме того, доступно в виде пакета debian-kernel-handbook). Это — подробная документация, посвящённая описанию большинства задач, связанных с ядром, и тому, как поддерживаются официальные пакеты ядра Debian. Если вам нужны подробности о сборке собственного ядра, в The Debian Kernel Handbook стоит взглянуть в первую очередь.

9.2.1. Подготовка и предварительные требования

Debian и Kali поддерживают ядро в форме пакета, подобное неудивительно, но это отличается от традиционного подхода к компиляции и установке ядра. Так как ядро находится под контролем системы управления пакетами, его можно без проблем удалить или развернуть на нескольких машинах. Более того, скрипты, связанные с этими пакетами, автоматизируют взаимодействие с загрузчиком операционной системы и генератором initrd.

Официальный исходный код Linux содержит всё, что нужно для сборки пакета ядра Debian, но сначала нужно установить пакет build-essential для того, чтобы обеспечить наличие инструментов для сборки пакетов Debian. Более того, для настройки ядра требуется пакет libncurses5-dev. И, наконец, пакет fakeroot позволяет создавать пакеты Debian, не имея административных привилегий.

Для установки вышеупомянутых пакетов воспользуйтесь следующей командой:

# apt install build-essential libncurses5-dev fakeroot

9.2.2. Загрузка исходного кода

Так как исходные коды ядра Linux доступны в виде пакета, вы можете их загрузить, установив пакет linux-source-version. С помощью команды apt-cache search ^linux-source можно вывести список последних версий ядра Kali. Обратите внимание на то, что исходный код, содержащийся в этих пакетах отличается от того, что публикует Линус Торвальдс и разработчики ядра. Как и все дистрибутивы, Debian и Kali применяют некоторое количество патчей, которые могут присутствовать в официальной версии Linux, а могут и не иметься там. Эти модификации включают в себя бэкпорты исправлений, функций и драйверов из более новых версий ядра, новые функции, которые ещё не полностью интегрированы в официальный код Linux, а иногда даже изменения, специфичные для Debian и Kali.

Ниже мы рассмотрим работу с ядром Linux версии 4.9, но наши примеры, конечно, могут быть адаптированы к нужной вам версии ядра.

Приводя этот пример, мы исходим из того, что установлен бинарный пакет linux-source-4.9. Обратите внимание на то, что мы устанавливаем бинарный пакет, содержащий официальный исходный код, но не загружаем пакет с исходным кодом Kali, который называется linux.

# apt install linux-source-4.9
Reading package lists... Done
Building dependency tree
Reading state information... Done
The following additional packages will be installed:
  bc libreadline7
Suggested packages:
  libncurses-dev | ncurses-dev libqt4-dev
The following NEW packages will be installed:
  bc libreadline7 linux-source-4.9
0 upgraded, 3 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
Need to get 95.4 MB of archives.
After this operation, 95.8 MB of additional disk space will be used.
Do you want to continue? [Y/n] y
[...]
# ls /usr/src
linux-config-4.9  linux-patch-4.9-rt.patch.xz  linux-source-4.9.tar.xz

9.2.3. Настройка ядра

Следующий шаг заключается в конфигурировании ядра в соответствии с вашими нуждами. Точная процедура зависит от целей того, кто занимается сборкой нового ядра.

Процесс сборки зависит от конфигурационного файла ядра. В большинстве случаев имеет смысл как можно меньше отклоняться от стандартного конфигурационного файла Kali, который, как и во всех дистрибутивах Linux, устанавливается в директорию /boot. В данном случае, вместо того, чтобы перенастраивать всё с нуля, достаточно сделать копию файла /boot/config-version. Версия должна быть точно такой же, как версия используемого в данный момент ядра, которую можно выяснить, воспользовавшись командой uname -r. Поместите копию в файл .config, расположенный в директории, содержащей исходный код ядра.

$ cp /boot/config-4.9.0-kali1-amd64 ~/kernel/linux-source-4.9/.config

Кроме того, так как имеется стандартная конфигурация ядра в arch/arch/configs/*_defconfig, можно поместить выбранную конфигурацию туда, куда нужно, с помощью команды вроде make x86_64_defconfig (в случае с 64-битным ПК), или make i386_defconfig (для 32-битного компьютера).

В том случае, если вам не нужны изменения конфигурации, тут можно остановиться и перейти к разделу 9.2.4, «Компиляция и сборка пакета». Если же вам нужно внести изменения, или вы решили перенастроить всё с нуля, тогда надо будет заняться настройками. В папке с исходным кодом существуют специальные средства для настройки ядра. Для их использования понадобится команда вида make target, где target — это название одного из инструментов, описанных ниже.

Команда make menuconfig компилирует и запускает текстовой интерфейс, предназначенный для конфигурирования ядра (именно здесь нужен пакет libncurses5-dev), который даёт доступ ко множеству настроек ядра, представленных в виде иерархической структуры. Нажатие на клавишу пробела позволяет изменить значение выбранной опции. Клавишей Enter «нажимают» на кнопки, которые выбирают в нижней части экрана. Кнопка Select в нижней части экрана применяется для перехода в выбранное подменю. Кнопка Exit закрывает текущий экран и осуществляет переход вверх по иерархии. Кнопка Help выводит более подробные сведения о выбранной опции. Клавиши-стрелки позволяют перемещаться по списку опций и экранных кнопок. Для того, чтобы выйти из конфигурационной программы, выберите команду Exit из главного меню. Затем программа предложит сохранить сделанные изменения, сделайте это, если вас всё устраивает.

Другие средства имеют похожие возможности, но оформлены они в виде графических приложений. Например, команда make xconfig использует графический интерфейс, основанный на Qt, команда make gconfig задействует GTK+. Первая из этих двух команд требует наличия libqt4-dev, в то время как вторая зависит от libglade2-dev и libgtk2.0-dev.

▍Работа с устаревшими файлами .config

Когда вы используете файл .config, который сгенерирован для другой (обычно — более старой) версии ядра, вам понадобится обновить и его. Сделать это можно с помощью команды make oldconfig, которая, в интерактивном режиме, задаст ряд вопросов о новых опциях конфигурации. Если вы хотите использовать ответы по умолчанию на все вопросы, можете воспользоваться командой make olddefconfig. Команда make oldnoconfig позволяет автоматически ответить отрицательно на все вопросы.

9.2.4. Компиляция и сборка пакета

▍Очистка перед перестроением

Если вы уже компилировали ядро в директории, с которой работаете, и хотите перестроить всё с нуля (например, из-за того, что значительно изменили конфигурацию ядра), вам нужно выполнить команду make clean для того, чтобы удалить скомпилированные файлы. Команда make distclean удаляет ещё больше сгенерированных файлов, включая файл .config. Поэтому, перед операцией очистки, сделайте на всякий случай резервную копию этого файла.

После того, как настройка ядра завершена, нам понадобится простая команда make deb-pkg. Она позволяет сгенерировать до пяти Debian-пакетов в стандартном формате .deb. Речь идёт о следующих файлах:

• Файл linux-image-version содержит образ ядра и соответствующие модули.
  
• Файл linux-headers-version содержит заголовочные файлы, требуемые для сборки внешних модулей.
  
• Файл linux-firmware-image-version включает в себя файлы прошивок, которые нужны некоторым драйверам (этого пакета может и не быть, если вы осуществляете сборку ядра из исходников, взятых из Debian или Kali).
  
• Файл linux-image-version-dbg содержит отладочные символы для образа ядра и его модулей.
  
• Файл linux-libc-dev включает в себя заголовки, относящиеся к некоторым библиотекам пространства пользователя, вроде GNU C (glibc).
  

Значение version в именах файлов задаётся в виде комбинации официальной версии (как задано в переменных VERSION, PATCHLEVEL, SUBLEVEL, и EXTRAVERSION в Makefile), конфигурационного параметра LOCALVERSION и переменной окружения LOCALVERSION. При формировании версии пакета используется та же строка версии с присоединённым к ней номером ревизии, который регулярно увеличивается (и хранится в .version), если только вы не переопределили этот номер с помощью переменной среды KDEB_PKGVERSION.

$ make deb-pkg LOCALVERSION=-custom KDEB_PKGVERSION=$(make kernelversion)-1
[...]
$ ls ../*.deb
../linux-headers-4.9.0-kali1-custom_4.9.2-1_amd64.deb
../linux-image-4.9.0-kali1-custom_4.9.2-1_amd64.deb
../linux-image-4.9.0-kali1-custom-dbg_4.9.2-1_amd64.deb
../linux-libc-dev_4.9.2-1_amd64.deb

Для того, чтобы воспользоваться собранным ядром, остался лишь один шаг, который заключается в установке требуемых пакетов с помощью команды dpkg -i file.deb. Тут нужен пакет linux-image. Если имеются внешние модули ядра для сборки, понадобится установить пакет linux-headers. Так бывает, если установлены некоторые пакеты *-dkms (проверить это можно с помощью команды dpkg -l "*-dkms" | grep ^ii). Другие пакеты в большинстве случаев не нужны.

Итоги

Сегодня мы поговорили о сборке собственного ядра для Kali Linux. Это процесс предусматривает загрузку исходного кода, выполнение необходимых модификаций, компиляцию, и, собственно, сборку. После этого новое ядро можно установить и пользоваться им. В следующий раз расскажем о создании Live-образов, которые можно использовать для загрузки системы с оптических носителей и флэш-дисков.

Уважаемые читатели! Если вы занимались сборкой собственных ядер Linux — просим поделиться опытом.

Предыдущие части:

→ Часть 1. Kali Linux: политика безопасности, защита компьютеров и сетевых служб
→ Часть 2. Kali Linux: фильтрация трафика с помощью netfilter
→ Часть 3. Kali Linux: мониторинг и логирование
→ Часть 4. Kali Linux: упражнения по защите и мониторингу системы
→ Часть 5. Kali Linux: оценка защищённости систем
→ Часть 6. Kali Linux: виды проверок информационных систем
→ Часть 7. Kali Linux: формализация исследований и типы атак
→ Часть 8. Kali Linux: контрольные вопросы по исследованию защищённости систем
→ Часть 9. Kali Linux: модификация пакетов