[原创] 用 sbox2 为受限环境从源码构建 GNU/Linux 系统

聚焦深空

受限环境：这里特指没有编译能力或编译能力较弱的目标平台。
嵌入式环境：取决于您怎么定义嵌入式，范围相对受限环境就有些不明确了。


传统方法
包括 CLFS、HLFS、LFS、本人的类 CLFS-Sysroot 方式 等 共同点是：尽快以 boot、chroot 方式脱离宿主环境，完成系统自举，之后进入新系统本地编译扩展新系统。

受限环境传统方法（如果您愿意这些系统也可用于非受限环境）
包括 CLFS-Sysroot、CLFS-embedded 等 共同点是：不脱离宿主环境，给源码打补丁、设置特殊的配置参数、交叉编译完成整个系统。

本方法
沿用 本人的类 CLFS-Sysroot 方式，建立交叉编译工具链，建立临时系统，然后 利用 sbox2 伪本地编译 基本系统、之后 继续利用 sbox2 拓展系统。


本方法 与 传统方法 区别：不脱离宿主环境。
本方法 与 受限环境传统方法 区别：不必给源码打补丁、不必设置特殊的配置参数。
sbox2：被用于 Nokia N810/N800 maemo-sdk 开发环境。
伪本地编译：这是 sbox2 功能表现出的效果，您暂时可以想象成与在宿主本地编译一样，但使用的是交叉编译工具链。


简单的说，
以 sbox2 + qemu user mode 为例，
sbox2 利用宿主环境、交叉编译工具链、宿主上的目标系统 rootfs 在宿主中制造一种目标平台幻象，
幻象中，
宿主 本地编译工具链路径 被影射到 交叉编译工具链，本地编译工具链事实上被屏蔽无法访问，

1. sbox2 ./configure --prefix=/usr
2. sbox2 make
3. sbox2 -eR make install

复制代码

配置源码时，头文件、库路径 路径被转换到 宿主上的目标系统 rootfs，
编译时，事实上使用的是交叉编译工具链、目标系统 头文件、目标系统 库文件，
安装时，把路径 影射到 宿主上的目标系统 rootfs。


用本方法构建的系统纯净度：
交叉编译工具链纯度无问题，
临时系统纯度无问题，
基本系统 和 之后的拓展 仍在宿主环境中进行，由 sbox2 保证不引用宿主头文件、库文件，
只要小心操作，系统纯净度有保证。

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[color="Red"]永远不要以 root 权限运行 sbox2

sbox2运行时 依赖 qemu user mode 或 sbrsh，建议安装 fakeroot 软件包

这里为简单安装到 /usr，您也可以用非 root 权限的用户编译安装到用户目录。

1. wget -c http://ftp.debian.org/debian/pool/main/f/fakeroot/fakeroot_1.11.tar.gz
2. tar -xvf fakeroot_1.11.tar.gz
3. cd fakeroot-1.11/
4. ./configure --prefix=/usr
5. make
6. make install

复制代码

您可以根据自己的需要完全安装 或 仅安装特定的 qemu user mode 部分。

1. wget -c http://download.savannah.gnu.org/releases/qemu/qemu-0.10.0.tar.gz
2. tar -xvf qemu-0.10.0.tar.gz
3. cd qemu-0.10.0/
4. ./configure --prefix=/usr --audio-drv-list=alsa
5. #./configure --prefix=/usr --audio-drv-list=alsa --target-list=arm-linux-user
6. make
7. make install

复制代码

1. #wget -c http://cgit.freedesktop.org/sbox2/snapshot/sbox2-master.tar.bz2
2. #tar -xvf sbox2-master.tar.bz2
3. #cd sbox2-master
4. wget -c http://people.freedesktop.org/~lle/sbox2-releases/sbox2-1.99.0.31.tar.bz2
5. cd sbox2-1.99.0.31
7. sed -i "s@sb2@sbox2@g" $(grep sb2 * -lr)
8. sed -i "s@SB2@SBOX2@g" $(grep SB2 * -lr)
10. for x in $(find . -name "*sb2*"); do
11.         mv $x $(echo $x | sed "s@sb2@sbox2@g")
12. done
14. ./autogen.sh
15. ./configure prefix=/usr
16. make
17. make install
18. #sed -i "s@/usr/bin/basename@/bin/basename@" /usr/share/scratchbox2/scripts/sbox2-generate-locales

复制代码

yarx

好贴留名~~~貌似未完待续。。。

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sbox2 要求使用 sysroot 方式的 交叉编译工具链，至少目前是这样。

您可以直接使用 CLFS-Sysroot 或 CLFS-embedded 的方法构建工具链。
视您的目标平台，和使用的 libc 而定。

这里以 arm-unknown-linux-gnueabi 为目标平台，使用 [color="Blue"]本人的类 CLFS-Sysroot 方式 中的工具链构建方法。（在 地球发动机 的协助下，相对 CLFS-Sysroot 工具链，简化掉 glibc-header 步骤）

已有相关文档，具体步骤略。

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sbox2 要求一个 HFS 兼容的 rootfs。

CLFS-Sysroot 方法交叉编译的基本系统满足要求。

[color="Blue"]本人的类 CLFS-Sysroot 方式 中的临时系统也满足要求，相对上面精减的多。

已有相关文档，具体步骤略。


或者您可以懒惰些，用下面的方式：
这里不需要建立一个有本地编译能力的 rootfs，所以不需要编译目标平台工具链部分，binutils、gcc 可以不安装；
[color="Red"]为了提供完整运行环境，需要复制 交叉编译工具链 目录下的 libgcc_s.so.* 到 rootfs 的 usr/lib/ 目录下。
这里是

1. cp -a /arm-linux-gnu/tools/arm-unknown-linux-gnueabi/lib/libgcc_s.so* /arm-linux-gnu/rootfs/usr/lib/

复制代码

使用 uclibc 时，具体步骤需适当修改，临时系统使用的软件包可参考 HLFS uclibc 分支，交叉编译时使用的补丁可参考 buildroot 工具包。

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完成步骤三后，普通用户 arm-linux-gnu 家目录下有如下目录结构：
/arm-linux-gnu/tools/
/arm-linux-gnu/tools/bin/arm-unknown-linux-gnueabi-* 交叉编译工具链
/arm-linux-gnu/rootfs/ 目标平台临时系统

再次强调：sbox2 可访问整个文件系统，绝不能以 root 身份运行，否则误操作可损坏宿主系统。
选择合适的用户运行 sbox2
选择1、把普通用户 arm-linux-gnu 的 shell 配置清理成一般普通用户状态。
交叉编译过程中的环境变量对 sbox2 有一些影响。
如果用的是 bash，可以这样

1. $ mkdir -pv ~/.bak
2. $ mv ~/.bash* ~/.bak
3. $ cp -a /etc/skel/.[^.]* ~/

复制代码

退出之后，重登录。

选择2、可以建立一个与 普通用户 arm-linux-gnu 同 userid 的新用户，如 arm-box2，并以 arm-box2 身份登录。

1. # useradd -m -o -d /home/arm-box2 -u $(id -u arm-linux-gnu) -g $(id -g arm-linux-gnu) -s /bin/bash arm-box2

复制代码

验证 qemu user mode 安装是否有效
运行下面命令

1. $ qemu-arm -L /arm-linux-gnu/rootfs /arm-linux-gnu/rootfs/bin/uname -a
2. Linux localhost 2.6.28.7 #1 SMP Thu Mar 5 00:36:51 CST 2009 [color=SeaGreen]armv5tel[/color] GNU/Linux

复制代码

看到类似上面的显示结果，表明 qemu user mode 安装有效。

请注意，如执行命令后，无输出，并且内存占用不断上升，请查找并删除 目标系统 rootfs /arm-linux-gnu/rootfs 下指向 根文件系统中目录的链接，这是一个 bug，之后再测试。

下面命令应可找到出问题的链接文件，请手工删除

1. for x in $(find /arm-linux-gnu/rootfs -type l); do
2.     [ ! -z $(ls -l $x | awk -F" " '{print $10}' | grep "^/") ] && echo $x
3. done

复制代码

为运行 sbox2 的用户准备环境

1. cd /arm-linux-gnu/rootfs
2. sbox2-init -c /usr/bin/qemu-arm -m simple ARM /arm-linux-gnu/tools/bin/arm-unknown-linux-gnueabi-gcc

复制代码

cd 是必须的，sbox2-init 初始化当前目录为目标平台根目录；
-c /usr/bin/qemu-arm 必须指明绝对路径，否则后面会有些奇怪的问题；
-m simple 指明 sbox2 默认的路径映射规则，/usr/share/scratchbox2/lua_scripts/pathmaps/* 是具体的规则；
ARM 是为这个目标平台起的名字，随意；
/arm-linux-gnu/tools/bin/arm-unknown-linux-gnueabi-gcc 必须指明绝对路径，否则后面会有些奇怪的问题，用于指明交叉编译工具链路径。

运行时，sbox2 会下载 libtool 并以合适的参数编译、安装，
当显示成功设置时，最后显示

sbox2-init completed successfully, have fun!

运行下面命令

1. $ sbox2 /bin/uname -a
2. Linux localhost 2.6.28.7 #1 SMP Thu Mar 5 00:36:51 CST 2009 arm GNU/Linux
3. $
4. $ sbox2 /arm-linux-gnu/rootfs/bin/uname -a
5. Linux localhost 2.6.28.7 #1 SMP Thu Mar 5 00:36:51 CST 2009 armv5tel GNU/Linux
6. $
7. $ sbox2 /usr/bin/gcc -v
8. Using built-in specs.
9. Reading specs from /usr/share/scratchbox2/modeconf/gcc-specs.devel
10. rename spec cpp to old_cpp
11. Target: arm-unknown-linux-gnueabi
12. Configured with: /arm-linux-gnu/source/gcc-4.3.3/configure --prefix=/arm-linux-gnu/tools --build=i686-cross-linux-gnu --host=i686-cross-linux-gnu --target=arm-unknown-linux-gnueabi --with-sysroot=/arm-linux-gnu/rootfs --disable-nls --enable-shared --enable-languages=c,c++ --enable-__cxa_atexit --enable-c99 --enable-long-long --enable-threads=posix --disable-multilib
13. Thread model: posix
14. gcc version 4.3.3 (GCC)
15. $
16. $ sbox2 /usr/bin/ld
17. /arm-linux-gnu/tools/bin/arm-unknown-linux-gnueabi-ld: no input files

复制代码

看到类似上面的显示结果，表明 qemu user mode 安装有效。

另一个验证方法，是编译经典的 hello,world。

1. $ cat > hello.c << eof
2. #include <stdio.h>
4. int main ()
5. {
6.         printf ("hello,world!\n");
7.         return 0;
8. }
9. eof
10. $
11. $ sbox2 gcc -o hello hello.c
12. $ file ./hello
13. hello: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1, for GNU/Linux 2.6.0, dynamically linked (uses shared libs), not stripped
14. $
15. $ sbox2 ./hello
16. hello,world!

复制代码

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前面已经设置好 sbox2 环境，您可以像下面这样直接运行

1. $ sbox2
   
2. [SBOX2 simple ARM] $
   

复制代码

进入到一个类似 shell 的环境。

下面是一个具体的例子，为 目标系统 编译安装 wget。

1. $ wget -c http://ftp.gnu.org/gnu/wget/wget-1.11.4.tar.bz2
   
2. $ tar -xvf wget-1.11.4.tar.bz2
   
3. $ cd wget-1.11.4
   
4. $ sbox2
   
5. [SBOX2 simple ARM] $ ./configure --prefix=/usr
   
6. [SBOX2 simple ARM] $ make
   

复制代码

安装有两种方式

1. [SBOX2 simple ARM] $ make install DESTDIR=/arm-linux-gnu/rootfs

复制代码

或者

1. [SBOX2 simple ARM] $ ^C
   
2. $ sbox2 -eR make install
   

复制代码

-e 是使用 emulate 模式，相当于 -m emulate，路径影射的方式不同于 simple 模式，/usr 被影射到 目标系统 rootfs /arm-linux-gnu/rootfs;
-R 是启用 fakeroot 方式，不加一般没什么问题，一些需要 root 权限安装的软件包需要，这个 fakeroot 是指 虚假的 root 用户环境。

测试安装

1. $ file /arm-linux-gnu/rootfs/usr/bin/wget
   
2. $ sbox2 /arm-linux-gnu/rootfs/usr/bin/wget ftp://ftp.gimp.org/pub/gimp/v2.6/gimp-2.6.6.tar.bz2
   

复制代码

上面的例子中，形式上和本地编译一致，但事实上是交叉编译。

现在，参考 [color="Blue"]本人的类 CLFS-Sysroot 方式 基本系统软件包安装次序 拓展完成 基本系统，前面 临时系统 中的软件包可以覆盖安装一遍，工具链部分仍可省略。

之后，可以继续用 sbox2 拓展 目标系统，做任何想做的事。


交叉编译内核、设置引导程序，可参考文档很多，略去。

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sbox2 http://freedesktop.org/wiki/Software/sbox2
正处于开发阶段，文档严重缺乏，但其特性甚吸引人，http://maemo-sdk.garage.maemo.org/ 有一些可参考的信息。
这里有偶各种碰壁经历 [color="Blue"]找到一新玩具 sbox2

其前身 scratchbox http://www.scratchbox.org/
已发展多年，稳定、文档丰富、限制多多，且需要修改一些支持软件。


他们工作原理并不相同，但 两者均使用 伪本地编译 方式。
sbox2 工作原理请参考 http://maemo-sdk.garage.maemo.org/user-guide.html
scratchbox 工作原理请参考 http://scratchbox.org/~tsavola/crocodile-debconf5.pdf

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再一次翻看 sbox2 的 README，注意到其例子中 rootfs 只有 libc 部分。
也许 步骤三、建立临时系统 可以完全省略。

等有时间，再验证。