Mini Linux发行版

发行版跟内核比, 复杂多了. 你得有个安装程序, 有个包管理器, 有个软件仓库, 有个GUI, 有个桌面, 有个窗口管理器, 有个登录管理器, 有个网络管理器, 有个音频管理器, 有个电源管理器, 有个文件管理器, 有个文本编辑器, 有个终端模拟器, 有个浏览器, 有个邮件客户端, 有个音乐播放器, 有个视频播放器, 有个图片查看器, 有个PDF阅读器, 有个打印机管理器, 有个截图工具, 有个录屏工具, 有个截屏工具, 有个系统监控工具, 有个系统设置工具, 有个系统日志工具, 有个系统更新工具, 有个系统备份工具, 有个系统还原工具…… 但是核心的东西其实就三块:

Boot loader
Kernel
用户态程序

把这三个弄齐了, 你就可以号称有发行版了. 所以我们现在开始吧, 所有操作都是在一台Ubuntu 22.04的虚拟机上完成的.

1. install prerequisite

apt install build-essential flex libncurses5-dev bc libelf-dev bison libssl-dev

这些包待会编译的时候都用得到.

2. build the source

内核编译反倒比较简单, 且这20年几乎没变过. 不过源代码可以直接互联网上check out了, 不用从光盘拷贝了.

git clone --depth=1 https://github.com/torvalds/linux.git

make menuconfig
make -j 32

我这台虚拟机有32个vCPU, 所以启动32个并行进程编译. 一般来说, 你的CPU有多少个核, 就启动多少个并行进程. 不得不说, 计算机的发展还是可以看得见的, 基本上10几分钟就编译完了. 我基本上是默认设置, 就是禁用了两个配置

root@jason-builder:/data/linux# ./scripts/config --disable SYSTEM_TRUSTED_KEYS
root@jason-builder:/data/linux# ./scripts/config --disable SYSTEM_REVOCATION_KEYS

3. build busybox

有了内核, 还要有用户态程序, 一般来说就是shell, 我选了busybox, 因为它的功能很全, 而且体积很小. 你可以把它当成一个超级shell, 里面有很多命令. 以前嵌入式Linux都用它. 我就改了一个配置, 把它编译成了静态链接的可执行文件, 这样就不用担心依赖问题了.

git clone --depth=1 https://git.busybox.net/busybox/
make -j 32
mkdir /data/boot/initramfs
make CONFIG_PREFIX=/data/boot/initramfs install
cd /data/boot/initramfs
vi init # add shebang
chmod +x init
rm linuxrc
/data/boot/initramfs# find | cpio -o -H newc > ../init.cpio

4. boot loader

最后, 你得有个引导程序来启动你的内核. 当年我们的引导程序是LILO, 现在基本已经挂了, 都用GRUB. 我们自己的发行版用不到那么高大上, 用最简单的引导程序syslinux就可以了.

apt install syslinux
dd if=/dev/zero of=boot bs=1M count=50
mkfs.fat boot
syslinux boot
mkdir m
mount boot m
cp bzImage init.cpio ./m/
umount m

这样启动的话, 会失败, 需要手工输入内核和initramfs的路径. 为了方便, 我们可以用syslinux的配置文件来启动. syslinux.cfg的内容如下:

DEFAULT linux
LABEL linux
    KERNEL bzImage
    APPEND initrd=init.cpio

5. boot

启动的话, 必须要用个有图形界面的虚拟机, 用VMWare, VirtualBox都可以. 用qemu也行. 我就用的是macos上的QEMU. 直接输入指令:

qemu-system-x86_64 boot

然后系统就会跳出图形界面, 然后你就可以看到你自己的Linux启动了.

mini-linux

mini-linux-2

可以看到, 是最新的内核. 也可以运行一些简单的命令跟shell脚本. 但是网络是没有的, 所以没法ssh进去. 好了, 这基本上就是发行版的第一步了. 一些Raspberry Pi的发行版就是这么做的. 但是这样的发行版太简单了, 你连个网络都没有, 包管理器都没有, 你连个软件都装不上. 没人会用.