Le Noyau : cœur du système d'exploitation

Le terme noyau est défini comme suit dans Wikipédia :

Un noyau de système d’exploitation (abrégé noyau, ou kernel en anglais), est la partie fondamentale de certains systèmes d’exploitation. Il gère les ressources de l’ordinateur et permet aux différents composants — matériels et logiciels — de communiquer entre eux.

Sous Ubuntu, le noyau pré-installé est linux, il est de type monolithique modulaire.

Pour Ubuntu, plusieurs types de noyaux précompilés sont proposés :

• generic : le noyau est compilé avec les options nécessaires à une utilisation bureautique. Dans la suite du document, c'est ce type qui sera supposé utilisé par défaut.
• server : le noyau est compilé avec les options nécessaires à une utilisation sur un serveur.
• PAE : ce noyau permet l'adressage de la mémoire au delà de la limite de 3,2 Go sous Ubuntu 32 bits.
• virtual : le noyau est compilé avec les options nécessaires à une utilisation via une machine virtuelle.
• rt (real-time) : ce noyau est spécifique pour une utilisation temps réel. C'est le noyau installé par défaut sur Ubuntu Studio.

Pour connaître la version de son noyau Linux, son nom, la version du compilateur utilisé, taper dans une console la commande suivante :

cat /proc/version

Pour connaître seulement la version du noyau :

uname -r

Au fil des mises à jour plusieurs kernel se retrouvent installés sur une machine, pour connaître la liste des kernel installés, taper dans un terminal :

dpkg -l | grep -Ei "linux-headers|linux-image"

Le noyau Linux est en constante évolution. Chaque nouvelle version d'Ubuntu inclut une nouvelle version du noyau Linux par rapport à la précédente. Si cela permet de corriger des bugs et de proposer de nouvelles fonctionnalités, il arrive que cela entraîne des régressions (dans le pire des cas, cela empêche de démarrer Ubuntu). Dans ce cas, vous pouvez être amené à installer d'autres versions du noyau Linux (plus récente ou plus ancienne).

• Rendez-vous sur le site correspondant à la version de kernel voulue: soit packages.ubuntu.com (kernels stables, par défaut de toutes les versions d'Ubuntu), soit kernel.ubuntu.com (version de développement, appelée "mainline", que les développeurs vous demanderont généralement de tester).
• Téléchargez les 4 paquets composant le kernel voulu, généralement:
  • linux-headers-<version>_<version>_all.deb
  • linux-headers-<version>-generic_<version>_<votre_architecture>.deb
  • linux-image-<version>-generic_<version>_<votre_architecture>.deb
  • linux-image-extra-<version>-generic_<version>_<votre_architecture>.deb (optionnel, mais généralement requis pour les tests)

Si votre système est 64bit, <votre_architecture> est amd64. Si votre système est 32bit, <votre_architecture> est i386.

• Installez les paquets téléchargés (par exemple en double-cliquant dessus puis installer via la Logithèque) dans l'ordre ci-dessus.
• Mettre à jour le menu Grub (sudo update-grub)
• Redémarrez le PC. Le menu GRUB vous permettra de choisir le nouveau noyau.

Remarques:

• Ne pas installer un kernel d'une architecture différente de celui déjà préinstallé.
• L'installation du noyau d'une autre version d'Ubuntu rend impossible l'installation des pilotes supplémentaires, qui seront toujours "activés mais pas en cours d'utilisation.

Une autre possibilité, plus compliquée, est de télécharger les sources du noyau Linux soit depuis les dépôts, soit sur le site kernel.org [en] et de les compiler vous-même. Pour ce faire, de nombreuses options doivent être définies si vous souhaitez avoir un support complet de votre matériel. Plusieurs outils sont disponibles pour vous assister dans cette tache, de même que plusieurs tutoriels :

• Choisir les options lors de la compilation du noyau
• depuis les dépôts sources :
  • Compiler son kernel
  • Comment compiler un noyau sur mesure ?
• depuis kernel.org :
  • Comment compiler un noyau de Kernel.org

téléchager ce script install-kernel.sh et le lancer comme ceci :

sudo sh ./install-kernel i386
sudo sh ./install-kernel amd64

suivant l'architecture

Si le menu GRUB propose plusieurs kernels (plusieurs versions de noyau), il est possible d'en désinstaller certains. La suppression des anciens noyaux permet de gagner de la place, mais cette manipulation demande de l'attention ! Il est prudent de toujours conserver deux noyaux : le dernier noyau et l'avant-dernier.

Vérifier d'abord quel noyau est utilisé à l'aide de la commande :

uname -r

Lister ensuite l'ensemble des noyaux installés grâce à :

dpkg -l | grep -Ei "linux-headers|linux-image"

Sur Ubuntu 12.10, en décembre 2012, le résultat de cette commande donne :

linux-headers-3.5.0-18                    3.5.0-18.29
linux-headers-3.5.0-18-generic            3.5.0-18.29
linux-headers-3.5.0-19                    3.5.0-19.30
linux-headers-3.5.0-19-generic            3.5.0-19.30
linux-headers-3.5.0-20                    3.5.0-20.31
linux-headers-3.5.0-20-generic            3.5.0-20.31
linux-headers-3.5.0-21                    3.5.0-21.32
linux-headers-3.5.0-21-generic            3.5.0-21.32
linux-headers-generic                     3.5.0.21.27
linux-headers-generic-pae                 3.5.0.21.27
linux-image-3.5.0-17-generic              3.5.0-17.28
linux-image-3.5.0-18-generic              3.5.0-18.29
linux-image-3.5.0-19-generic              3.5.0-19.30
linux-image-3.5.0-20-generic              3.5.0-20.31
linux-image-3.5.0-21-generic              3.5.0-21.32
linux-image-extra-3.5.0-17-generic        3.5.0-17.28
linux-image-extra-3.5.0-18-generic        3.5.0-18.29
linux-image-extra-3.5.0-19-generic        3.5.0-19.30
linux-image-extra-3.5.0-20-generic        3.5.0-20.31
linux-image-extra-3.5.0-21-generic        3.5.0-21.32
linux-image-generic 

On pourrait donc dans cette exemple supprimer les noyaux 3.5.0-17, 3.5.0-18 et 3.5.0-19 (toujours garder les deux derniers noyaux 3.5.0-20 et 3.5.0-21 dans cette exemple).

Pour désinstaller un noyau Linux, il suffit de désinstaller les 3 ou 4 paquets correspondants à la version voulue :

• linux-headers-<version>_<version>_all.deb
• linux-headers-<version>-generic_<version>_<votre_architecture>.deb
• linux-image-<version>-generic_<version>_<votre_architecture>.deb
• linux-image-extra-<version>-generic_<version>_<votre_architecture>.deb

Par exemple pour désinstaller le noyau 3.5.0-17, la commande complète (à adapter) ressemble à quelque chose comme :

sudo apt-get remove linux-headers-3.5.0-17 linux-headers-3.5.0-17-generic linux-image-3.5.0-17-generic linux-image-extra-3.5.0-17-generic --purge

Répéter l'opération autant de fois qu'il y'a de noyaux à supprimer.

Redémarrer le PC. Le menu GRUB ne proposera plus le ou les noyaux supprimés.

• ksplice (Oracle): Permet de patcher, de mettre à jour, et de changer de kernel sans aucun reboot.
• KernelCheck (site)(deb), un programme qui compile et installe automatiquement le dernier noyau pour les distributions Debian Linux (Debian, Ubuntu, Mint, etc.) ( à utiliser de préférence avec la dernière version d'ubuntu )
• Ketchup (linuxfr.org): Cet utilitaire peut mettre à jour les sources du noyau (ou installer) automatiquement. Il peut rechercher le nouveau noyau dans de nombreux arbres (vanille, rc, minuscules, mm, MJB, etc.) Il peut aussi télécharger automatiquement les correctifs nécessaires (et les appliquer ) pour créer la nouvelle version.

Il est possible de passer différents paramètres au noyau Linux :

Avec un live-CD ou un live-USB : au démarrage

• si ce logo apparaît en bas de l'écran, appuyer sur une touche pour faire apparaître ce menu, puis appuyer sur la touche « F6 »
• ou bien si cet écran apparaît, appuyez sur la touche "e" (procédure détaillée pour l'option nomodeset dans ce post)

Un menu apparaît qui offre certaines options (voir tableau ci-dessous). Si celle que vous souhaitez n'est pas dans le menu, appuyez sur la touche "Echap" et écrivez vos options à la fin de la ligne de texte. Elle permet d'ajouter manuellement des options de démarrage les unes à la suite des autres, ou éventuellement en supprimer.

Option	Signification
rescue	Option de sauvetage de base
irqpoll	Si votre CD-ROM se bloque vers le début de l'installation, essayez ça. ( Perte de performances possibles !)
acpi=off	« Advanced Configuration and Power Interface ». C'est une gestion de l'énergie avancée, et il se peut que cela pose quelques problèmes durant la phase d'installation. Si vous bloquez en pleine installation sans raisons apparente, essayez ça.
pnpbios=off	« Plug And Play Bios ». Si vous bloquez en pleine installation sans raisons apparente, essayez ça.
noapic	cette commande dit au noyau de ne pas utiliser le chip « APIC » (Advanced Programmable Interrupt Controller). Certaines cartes-mère (anciennes) requièrent ce paramètre.
nolapic	« Local APIC ».
all_generic_ide	(d'autres variantes semblent exister, cf. Google ou autre !) si vous n'utilisez pas de SCSI ou SATA, et que vous avez un problème de démarrage ou d'emask, essayez ça (n'est pas garanti de marcher à 100 % ). En particulier pour le message d'erreur "unable to find a medium containing a live file system"
pci=nommconf	Erreur dans le dmesg forcedeth : failed with error -22 On en parle ici
pci=nomsi	http://forum.ubuntu-fr.org/viewtopic.php?pid=1969900#p1969900
nomodeset	(depuis Karmic) désactive le KMS qui cause problème avec certaines vieilles cartes graphiques.
Autres options	La touche « F1 » propose d'autres options. Voir aussi cette liste des paramètres de noyau

Il suffit de démarrer Boot-Repair, cliquer sur "Options avancées", puis sur l'onglet "Options de GRUB" :

• La case "Ajouter une option au noyau" permet d'ajouter une option de la liste.
• Pour ajouter d'autres options, il suffit de cliquer sur le bouton "Modifier le fichier de configuration de GRUB" et ajouter les paramètres souhaités à la ligne GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT (par exemple GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="paramètre1 paramètre2").

Cliquer sur le bouton "Appliquer" pour prendre en compte les changements.

Attention: ne fonctionne pas depuis un liveCD/liveUSB. Editer le fichier /etc/default/grub, ajouter les paramètres souhaités à la ligne GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT (par exemple GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="paramètre1 paramètre2"), puis mettre à jour GRUB¹⁾, et redémarrer l'ordinateur.

L'ajout de paramètres peut par exemple :

• permettre de débloquer le boot depuis le Live CD sur les systèmes récalcitrants comme indiqué sur la page « Installation : Options de sauvetage ».²⁾
• résoudre des soucis avec votre touchpad (options i8042.nomux=1 et/ou i8042.reset=1 et/ou i8042.nopnp)
• optimiser le démarrage du système en ajoutant l'option profile.

Pour connaître les différents paramètres possibles, consultez les pages Doc anglophone et kernel.org.

La documentation officielle sur le noyau Linux est maintenue sur le site kernel.org. Vous pouvez la consulter en suivant ce lien [en].

Pour plus d'information sur les opérations sur le noyau (compilation, paramétrage …), se reporter aux pages suivantes :

• (en) Site officiel du noyau Linux
• (en) Page Launchpad de l'Ubuntu Kernel Team
• (en) Page Launchpad du projet Linux pour Ubuntu
• (en) Noyaux précompilé pour Ubuntu sur kernel.ubuntu.com
• (en) The Linux Kernel Module Programming Guide

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