Конфигурация и сборка ядра FreeBSD 14

В большинстве случае собирать свое ядро FreeBSD 14 не имеет смысла для x86-64 архитектуры. Того что в ядре нет можно подключить как модули ядра при загрузке системы. Собрать свое ядро есть смысл, если сервер имеет очень мало оперативной памяти или необходима очень сильная оптимизация производительности. При такой сборке будут выкинуты лишние драйвера, ненужные компоненты ядра и добавлены если необходимо недостающие. Для сборки ядра необходимы исходные коды FreeBSD системы.

1. Обновление исходных кодов через Git

1.1. Установка Git

Нужно установить Git (система управления версиями), если ранее не была установлена.

Устанавливаем из портов, с нужными опциями

cd /usr/ports/devel/git/ && make install clean

Или устанавливаем через пакеты

pkg install git

Достаточно поставить облегчённую версию git-lite или git-tiny (у этих версий меньше зависимостей). Используем команду: pkg install git-tiny

1.2. Получение исходных кодов

Если исходные коды ранее получались другим способом, необходимо удалить содержимое каталога /usr/src/ или сам каталог. Если этого не сделать будет выведено сообщение fatal: destination path '/usr/src' already exists and is not an empty directory. при попытке клонировать репозиторий.

Удаляем каталог /usr/src

rm -rf /usr/src/

Проверяем версию установленной FreeBSD системы

uname -r

14.0-RELEASE

Существует три ветки исходных кодов в зависимости от версии FreeBSD.

Версия FreeBSD	Ветка репозитория	Описание ветки и версии
14.0-RELEASE	releng/14.0	Самая стабильная версия, получает только обновления безопасности.
14.0-STABLE	stable/14	Версия RELEASE плюс все дополнительные разработки в этой ветке. Бывают встречаются ошибки.
14-CURRENT	main	Версия в режиме разработки, нестабильная, может содержать серьезные ошибки.

По умолчанию установлена RELEASE версии системы, поэтому выбираем ветку репозитория releng/14.0

Клонируем официальный репозиторий исходных кодов FreeBSD

git clone --branch releng/14.0 https://git.FreeBSD.org/src.git /usr/src

1.3. Обновление исходных кодов

Обновляем исходные коды используя команду, где параметр -С путь до каталога исходных кодов.

git -C /usr/src pull

Или переходим в каталог исходных кодов и выполняем команду

cd /usr/src/

git pull

Исходные коды успешно обновлены.

1.4. Смена ветки исходных кодов

Если было обновление операционной системы FreeBSD на более новую версию, необходимо сменить ветку репозитория. Допустим было обновление до FreeBSD 14.

Переходим в каталог исходных кодов

cd /usr/src/

Изменяем ветку на более новую версию

git checkout releng/14.0

Обновляем исходные коды

git pull --rebase

2. Конфигурация ядра FreeBSD 14

Переходим в каталог conf той архитектуры на которой работает сервер, в моем случаи это amd64(x86-64 архитектура).

cd /usr/src/sys/amd64/conf

Создаем файл конфигурации ядра путем копирования файл GENERIC(конфигурация базового ядра).

Скопируем файл конфигурации базового ядра GENERIC в MYKERNEL

cp GENERIC MYKERNEL

MYKERNEL —  имя собственного ядра, принято использовать английские ЗАГЛАВНЫЕ буквы.

Также в этой папке (/usr/src/sys/amd64/conf) содержатся файлы конфигурации других ядер от разработчика FreeBSD. На основе файл MINIMAL(конфигурация ядра с минимальными параметрами) можно понять какие параметры необходимы, хотя там можно тоже убрать часть параметров.

Открываем файл конфигурации собственного ядра

nano MYKERNEL

Редактируем файл конфигурации ядра.

По мере изучения параметров я добавляю их описание, перевод и обновляю статью.

Примерная конфигурацию ядра FreeBSD 14 которую я использовал…

#
# MYKERNEL -- Мое ядра для FreeBSD 14 / amd64
#

cpu		HAMMER				# Архитектура CPU. HAMMER это amd64(x86-64)
ident		MYKERNEL		# Имя ядра, как имя файла

makeoptions	DEBUG=-g		# Build kernel with gdb(1) debug symbols
makeoptions	WITH_CTF=1		# Run ctfconvert(1) for DTrace support

# IPFW + NAT (FireWall и Маршрутизация) - в ядре изначально нет
options		IPFIREWALL		# Включить IPFW
options 	IPFIREWALL_NAT	# Включить базовый NAT
options 	LIBALIAS		# Включить полный NAT

options 	SCHED_ULE		# ULE scheduler (планировщик)
options 	NUMA			# Non-Uniform Memory Architecture support
options 	PREEMPTION		# Enable kernel thread preemption
#options 	VIMAGE			# Subsystem virtualization, e.g. VNET (используется для виртулизации)

# Раздел для управления сетями и их оптимизацией
options 	INET			# InterNETworking (поддержка сетевых возможностей)
options 	INET6			# IPv6 communications protocols (поддержка протокола IPv6)
#options 	IPSEC_SUPPORT	# Allow kldload of ipsec and tcpmd5 (IPsec используется для VPN)
#options 	ROUTE_MPATH		# Multipath routing support (балансировка исходящего между интерфейсами)
options 	FIB_ALGO		# Modular fib lookups
options 	TCP_OFFLOAD		# TCP offload (обработке пакетов на сетевой карте, если она это поддерживает)
options 	TCP_BLACKBOX	# Enhanced TCP event logging
options 	TCP_HHOOK		# hhook(9) framework for TCP
options 	TCP_RFC7413		# TCP Fast Open
options 	SCTP_SUPPORT	# Allow kldload of SCTP
options 	KERN_TLS		# TLS transmit & receive offload

# Unix file system (UFS) и настройки для нее
options 	FFS				# Поддержка Unix file system (UFS)
options 	SOFTUPDATES		# Включить для FFS soft updates поддержку (повышает скорость записи на диск)
options 	UFS_ACL			# Support for access control lists
options 	UFS_DIRHASH		# Improve performance on big directories
options 	UFS_GJOURNAL	# Enable gjournal-based UFS journaling
options 	QUOTA			# Enable disk quotas for UFS

#options 	MD_ROOT			# MD is a potential root device (диск в памяти для корневого каталога)

# Сетевая файловая система. Если по сети не будет нечего монтировать, то можно отключить.
#options 	NFSCL			# Network Filesystem Client (клиент сетевой файловой система)
#options 	NFSD			# Network Filesystem Server (сервер сетевой файловой система)
#options 	NFSLOCKD		# Network Lock Manager
#options 	NFS_ROOT		# NFS usable as /, requires NFSCL (NFS использовать для коревого каталога)

# Различные файловые системы.
options 	MSDOSFS			# MSDOS Filesystem (EFI раздел это FAT32)
#options 	CD9660			# ISO 9660 Filesystem (файловая система CD-дисков)
#options 	PROCFS			# Process filesystem (requires PSEUDOFS)
#options 	PSEUDOFS		# Pseudo-filesystem framework
options 	TMPFS			# Efficient memory filesystem (файловая система в оперативной памяти)
#options 	GEOM_RAID		# Soft RAID functionality. (поддержка програмного RAID)
#options 	GEOM_LABEL		# Provides labelization (позволяет монтирование через метку раздела)

options 	EFIRT			# EFI Runtime Services support

# Совместимость со старыми версиями системы. В теории это все можно выкинуть.
options 	COMPAT_FREEBSD32	# Compatible with i386 binaries (32-bit)
options 	COMPAT_FREEBSD4		# Compatible with FreeBSD4
options 	COMPAT_FREEBSD5		# Compatible with FreeBSD5
options 	COMPAT_FREEBSD6		# Compatible with FreeBSD6
options 	COMPAT_FREEBSD7		# Compatible with FreeBSD7
options 	COMPAT_FREEBSD9		# Compatible with FreeBSD9
options 	COMPAT_FREEBSD10	# Compatible with FreeBSD10
options 	COMPAT_FREEBSD11	# Compatible with FreeBSD11
options 	COMPAT_FREEBSD12	# Compatible with FreeBSD12
options 	COMPAT_FREEBSD13	# Compatible with FreeBSD13

options 	SCSI_DELAY=5000		# Delay (in ms) before probing SCSI
options 	KTRACE				# ktrace(1) support
options 	STACK				# stack(9) support
options 	SYSVSHM				# SYSV-style shared memory
options 	SYSVMSG				# SYSV-style message queues
options 	SYSVSEM				# SYSV-style semaphores
options 	_KPOSIX_PRIORITY_SCHEDULING # POSIX P1003_1B real-time extensions
options 	PRINTF_BUFR_SIZE=128		# Prevent printf output being interspersed.
options 	KBD_INSTALL_CDEV			# install a CDEV entry in /dev
options 	HWPMC_HOOKS			# Necessary kernel hooks for hwpmc(4)
options 	AUDIT				# Security event auditing
options 	CAPABILITY_MODE		# Capsicum capability mode
options 	CAPABILITIES		# Capsicum capabilities
options 	MAC					# TrustedBSD MAC Framework
options 	KDTRACE_FRAME		# Ensure frames are compiled in
options 	KDTRACE_HOOKS		# Kernel DTrace hooks
options 	DDB_CTF				# Kernel ELF linker loads CTF data
options 	INCLUDE_CONFIG_FILE	# Include this file in kernel (config -x /boot/kernel/kernel)
#options 	RACCT				# Resource accounting framework
#options 	RACCT_DEFAULT_TO_DISABLED # Set kern.racct.enable=0 by default
#options 	RCTL				# Resource limits

# Debugging support.  Always need this: 
#options 	KDB				# Enable kernel debugger support.
#options 	KDB_TRACE		# Print a stack trace for a panic.

# Kernel Sanitizers
#options 	COVERAGE		# Generic kernel coverage. Used by KCOV
#options 	KCOV			# Kernel Coverage Sanitizer
# Warning: KUBSAN can result in a kernel too large for loader to load
#options 	KUBSAN			# Kernel Undefined Behavior Sanitizer
#options 	KCSAN			# Kernel Concurrency Sanitizer

# Kernel dump features. (возможности дампа ядра, у меня отключено)
#options 	EKCD			# Support for encrypted kernel dumps
#options 	GZIO			# gzip-compressed kernel and user dumps
#options 	ZSTDIO			# zstd-compressed kernel and user dumps
#options 	DEBUGNET		# debugnet networking
#options 	NETDUMP			# netdump(4) client support
#options 	NETGDB			# netgdb(4) client support

# Make an SMP-capable kernel by default (если одноядерный процессор можно убрать опцию)
options 	SMP				# Symmetric MultiProcessor Kernel (многопоточность по умолчанию)

# CPU frequency control (регулировка частоты CPU)
device		cpufreq

# Bus support. (основные системные шины)
device		acpi
device		smbios
options 	IOMMU
device		pci
options 	PCI_HP			# PCI-Express native HotPlug
options 	PCI_IOV			# PCI SR-IOV support

options 	COMPAT_LINUXKPI

# Enable support for the kernel PLL to use an external PPS signal,
# under supervision of [x]ntpd(8)
# More info in ntpd documentation: http://www.eecis.udel.edu/~ntp

options 	PPS_SYNC

# Floppy drives (дисковод)
#device		fdc

# ATA controllers (можно отключить есть используются только NVME накопитель)
device		ahci			# AHCI-compatible SATA controllers
device		ata				# Legacy ATA/SATA controllers
device		mvs				# Marvell 88SX50XX/88SX60XX/88SX70XX/SoC SATA
device		siis			# SiliconImage SiI3124/SiI3132/SiI3531 SATA

# SCSI Controllers (SCSI устройства, у меня их нет)
#device		ahc				# AHA2940 and onboard AIC7xxx devices
#device		ahd				# AHA39320/29320 and onboard AIC79xx devices
#device		hptiop			# Highpoint RocketRaid 3xxx series
#device		isp				# Qlogic family
#device		ispfw			# Firmware for QLogic HBAs- normally a module
#device		mpt				# LSI-Logic MPT-Fusion
#device		mps				# LSI-Logic MPT-Fusion 2
#device		mpr				# LSI-Logic MPT-Fusion 3
#device		sym				# NCR/Symbios Logic
#device		isci			# Intel C600 SAS controller
#device		ocs_fc			# Emulex FC adapters
#device		pvscsi			# VMware PVSCSI

# ATA/SCSI peripherals (устройства SATA и SCSI)
device		scbus			# SCSI bus (required for ATA/SCSI)
#device		ch				# SCSI media changers
device		da				# Direct Access (disks)
#device		sa				# Sequential Access (tape etc)
#device		cd				# CD
device		pass			# Passthrough device (direct ATA/SCSI access)
#device		ses				# Enclosure Services (SES and SAF-TE)
#device		ctl				# CAM Target Layer

# RAID controllers interfaced to the SCSI subsystem (RAID устройства подключенные к SCSI)
#device		arcmsr			# Areca SATA II RAID
#device		ciss			# Compaq Smart RAID 5*
#device		ips				# IBM (Adaptec) ServeRAID
#device		smartpqi		# Microsemi smartpqi driver
#device		tws				# LSI 3ware 9750 SATA+SAS 6Gb/s RAID controller

# RAID controllers (RAID устройства)
#device		aac				# Adaptec FSA RAID
#device		aacp			# SCSI passthrough for aac (requires CAM)
#device		aacraid			# Adaptec by PMC RAID
#device		ida				# Compaq Smart RAID
#device		mfi				# LSI MegaRAID SAS
#device		mlx				# Mylex DAC960 family
#device		mrsas			# LSI/Avago MegaRAID SAS/SATA, 6Gb/s and 12Gb/s
#XXX pointer/int warnings
#device		pst				# Promise Supertrak SX6000

# NVM Express (NVMe) support (поддержка NVME накопителей, у меня SATA)
#device		nvme			# base NVMe driver
#device		nvd				# expose NVMe namespaces as disks, depends on nvme

# Intel Volume Management Device (VMD) support
#device		vmd

# atkbdc0 controls both the keyboard and the PS/2 mouse (контролер для клавиатуры и PS/2 мышки)
device		atkbdc			# AT keyboard controller
device		atkbd			# AT keyboard
device		psm				# PS/2 mouse

#device		kbdmux			# keyboard multiplexer (несколько клавиатур)

# syscons is the legacy console driver, resembling an SCO console (На VDS выключить?)
device		vga				# VGA video card driver
device		splash			# Splash screen and screen saver support
device		sc
options 	SC_PIXEL_MODE	# add support for the raster text mode

# vt is the default video console driver (На VDS выключить?)
device		vt
device		vt_vga
device		vt_efifb
device		vt_vbefb

#device		agp				# support several AGP chipsets (AGP видеокарты)

# CardBus bridge support (PCMCIA устройства старых ноутбуков)
#device		cbb				# CardBus (yenta) bridge
#device		cardbus			# CardBus (32-bit) bus

# Serial (COM) ports
#device		uart			# Generic UART driver

# Parallel port (параллельный порт - LPT)
#device		ppc
#device		ppbus			# Parallel port bus (required)
#device		lpt				# Printer
#device		ppi				# Parallel port interface device
#device		vpo				# Requires scbus and da

#device		puc				# Multi I/O cards and multi-channel UARTs

# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #
# Далее идут разделы с Ethernet сетевыми картами, оставляем устройства которые используются в системе.
# По умолчанию все устройства включены.
# PCI/PCI-X/PCIe Ethernet NICs that use iflib infrastructure
device		iflib			# iflib infrastructure (обязательно для сетевых карт этого раздела)
device		em				# Intel PRO/1000 Gigabit Ethernet Family
#device		igc				# Intel I225 2.5G Ethernet
#device		ix				# Intel PRO/10GbE PCIE PF Ethernet
#device		ixv				# Intel PRO/10GbE PCIE VF Ethernet
#device		ixl				# Intel 700 Series Physical Function
#device		iavf			# Intel Adaptive Virtual Function
#device		ice				# Intel 800 Series Physical Function
#device		vmx				# VMware VMXNET3 Ethernet
#device		axp				# AMD EPYC integrated NIC (requires miibus)

# PCI Ethernet NICs.
#device		bxe				# Broadcom NetXtreme II BCM5771X/BCM578XX 10GbE
#device		le				# AMD Am7900 LANCE and Am79C9xx PCnet
#device		ti				# Alteon Networks Tigon I/II gigabit Ethernet

# Nvidia/Mellanox Connect-X 4 and later, Ethernet only
#  o requires COMPAT_LINUXKPI and xz(4)
#  o mlx5ib requires ibcore infra and is not included by default
#device		mlx5			# Base driver
#device		mlxfw			# Firmware update
#device		mlx5en			# Ethernet driver

# PCI Ethernet NICs that use the common MII bus controller code.
# NOTE: Be sure to keep the 'device miibus' line in order to use these NICs!
#device		miibus			# MII bus support (обязательно для сетевых карт этого раздела)
#device		ae				# Attansic/Atheros L2 FastEthernet
#device		age				# Attansic/Atheros L1 Gigabit Ethernet
#device		alc				# Atheros AR8131/AR8132 Ethernet
#device		ale				# Atheros AR8121/AR8113/AR8114 Ethernet
#device		bce				# Broadcom BCM5706/BCM5708 Gigabit Ethernet
#device		bfe				# Broadcom BCM440x 10/100 Ethernet
#device		bge				# Broadcom BCM570xx Gigabit Ethernet
#device		cas				# Sun Cassini/Cassini+ and NS DP83065 Saturn
#device		dc				# DEC/Intel 21143 and various workalikes
#device		et				# Agere ET1310 10/100/Gigabit Ethernet
#device		fxp				# Intel EtherExpress PRO/100B (82557, 82558)
#device		gem				# Sun GEM/Sun ERI/Apple GMAC
#device		jme				# JMicron JMC250 Gigabit/JMC260 Fast Ethernet
#device		lge				# Level 1 LXT1001 gigabit Ethernet
#device		msk				# Marvell/SysKonnect Yukon II Gigabit Ethernet
#device		nfe				# nVidia nForce MCP on-board Ethernet
#device		nge				# NatSemi DP83820 gigabit Ethernet
#device		re				# RealTek 8139C+/8169/8169S/8110S
#device		rl				# RealTek 8129/8139
#device		sge				# Silicon Integrated Systems SiS190/191
#device		sis				# Silicon Integrated Systems SiS 900/SiS 7016
#device		sk				# SysKonnect SK-984x & SK-982x gigabit Ethernet
#device		ste				# Sundance ST201 (D-Link DFE-550TX)
#device		stge			# Sundance/Tamarack TC9021 gigabit Ethernet
#device		vge				# VIA VT612x gigabit Ethernet
#device		vr				# VIA Rhine, Rhine II
#device		xl				# 3Com 3c90x (``Boomerang'', ``Cyclone'')
# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #

# Wireless NIC cards (поддержка Wi-Fi и беспроводные сетевые карты)
#device		wlan			# 802.11 support (поддержка Wi-Fi, у меня не используется)
#options 	IEEE80211_DEBUG			# enable debug msgs
#options 	IEEE80211_SUPPORT_MESH	# enable 802.11s draft support
#device		wlan_wep		# 802.11 WEP support
#device		wlan_ccmp		# 802.11 CCMP support
#device		wlan_tkip		# 802.11 TKIP support
#device		wlan_amrr		# AMRR transmit rate control algorithm
#device		ath				# Atheros CardBus/PCI NICs
#device		ath_hal			# Atheros CardBus/PCI chip support
#options 	AH_AR5416_INTERRUPT_MITIGATION # AR5416 interrupt mitigation
#options 	ATH_ENABLE_11N	# Enable 802.11n support for AR5416 and later
#device		ath_rate_sample	# SampleRate tx rate control for ath
#device		bwi				# Broadcom BCM430x/BCM431x wireless NICs.
#device		bwn				# Broadcom BCM43xx wireless NICs.
#device		ipw				# Intel 2100 wireless NICs.
#device		iwi				# Intel 2200BG/2225BG/2915ABG wireless NICs.
#device		iwn				# Intel 4965/1000/5000/6000 wireless NICs.
#device		malo			# Marvell Libertas wireless NICs.
#device		mwl				# Marvell 88W8363 802.11n wireless NICs.
#device		ral				# Ralink Technology RT2500 wireless NICs.
#device		wpi				# Intel 3945ABG wireless NICs.

# Pseudo devices. (псевдоустройства)
device		crypto			# core crypto support
device		aesni			# AES-NI OpenCrypto module
device		loop			# Network loopback
device		padlock_rng		# VIA Padlock RNG
device		rdrand_rng		# Intel Bull Mountain RNG
device		ether			# Ethernet support
device		vlan			# 802.1Q VLAN support
device		tuntap			# Packet tunnel.
device		md				# Memory "disks"
device		gif				# IPv6 and IPv4 tunneling (туннелирование IPv6 и IPv4)
device		firmware		# firmware assist module
device		xz				# lzma decompression

# The `bpf' device enables the Berkeley Packet Filter.
# Be aware of the administrative consequences of enabling this!
# Note that 'bpf' is required for DHCP. (используется для DHCP)
device		bpf				# Berkeley packet filter

# USB support (поддержка USB, если не используется можно отключить)
options 	USB_DEBUG		# enable debug msgs
device		uhci			# UHCI PCI->USB interface
device		ohci			# OHCI PCI->USB interface
device		ehci			# EHCI PCI->USB interface (USB 2.0)
device		xhci			# XHCI PCI->USB interface (USB 3.0)
device		usb				# USB Bus (required)
device		ukbd			# Keyboard (USB клавиатура)
device		umass			# Disks/Mass storage - Requires scbus and da

# Sound support (звук, для сервера не нужен)
#device		sound			# Generic sound driver (required)
#device		snd_cmi			# CMedia CMI8338/CMI8738
#device		snd_csa			# Crystal Semiconductor CS461x/428x
#device		snd_emu10kx		# Creative SoundBlaster Live! and Audigy
#device		snd_es137x		# Ensoniq AudioPCI ES137x
#device		snd_hda			# Intel High Definition Audio
#device		snd_ich			# Intel, NVidia and other ICH AC'97 Audio
#device		snd_via8233		# VIA VT8233x Audio

# MMC/SD (карты памяти SD, на ноутбуке с картридером нужно)
#device		mmc				# MMC/SD bus
#device		mmcsd			# MMC/SD memory card
#device		sdhci			# Generic PCI SD Host Controller

# VirtIO support (поддержка виртуализации ввода-вывода)
#device		virtio			# Generic VirtIO bus (required)
#device		virtio_pci		# VirtIO PCI device
#device		vtnet			# VirtIO Ethernet device
#device		virtio_blk		# VirtIO Block device
#device		virtio_scsi		# VirtIO SCSI device
#device		virtio_balloon	# VirtIO Memory Balloon device

# Linux KVM paravirtualization support
#device		kvm_clock		# KVM paravirtual clock driver

# HyperV drivers and enhancement support
#device		hyperv			# HyperV drivers

# Xen HVM Guest Optimizations
# NOTE: XENHVM depends on xenpci and xentimer.
# They must be added or removed together.
#options 	XENHVM			# Xen HVM kernel infrastructure
#device		xenefi			# Xen EFI timer device
#device		xenpci			# Xen HVM Hypervisor services driver
#device		xentimer		# Xen x86 PV timer device

# Netmap provides direct access to TX/RX rings on supported NICs
device		netmap			# netmap(4) support

# evdev interface (драйвер ввода Xorg, необходим в графической среде?)
#options 	EVDEV_SUPPORT	# evdev support in legacy drivers
#device		evdev			# input event device support
#device		uinput			# install /dev/uinput cdev

# HID support (устройств для взаимодействия с человеком: клавиатуры, мышки и так далее)
options 	HID_DEBUG		# enable debug msgs
device		hid				# Generic HID support
options 	IICHID_SAMPLING	# Workaround missing GPIO INTR support

 Сохраняем файл конфигурации после редактирования.

3. Сборка и установка ядра FreeBSD 14

Перед сборкой ядра всегда необходимо обновлять исходные коды FreeBSD.

Собственное ядро может не загрузится или не будут найдены драйвера для устройств. Имей это ввиду если делаешь это на удаленном сервере.

Переходим в каталог исходных кодов

cd /usr/src/

Производим сборку ядра

make buildkernel KERNCONF=MYKERNEL

Устанавливаем собранное ядро

make installkernel KERNCONF=MYKERNEL

В результате установлено новое ядро в /boot/kernel/kernel и было сохранено старое ядро в /boot/kernel.old/kernel

Перезагружаем сервер

shutdown -r now

Проверяем что все исправно работает.

Если не загружается и нет возможность использовать, пробуем загрузить старое ядро. Если не получается загрузить, загружаемся с LiveUSB и копируем старое ядро на место нового.