Linux From Scratch

Linux From Scratch をやってみる

参考

• 本家
• LFSブック日本語版
  • LFS systemd版
• Linux From Scratch で自作ディストリビューションづくり

必要なもの

• 作成する Linux とは別の開発環境用の Linux。「ホスト」と呼ばれる。

  • CPU 4コア、メモリ 8GB程度。

  • インストール時に「開発(development)」オプションを選択し、開発ツールをインストールしておく。

    • Bash
    • Binutils
    • Bison
    • Coreutils
    • Diffutils
    • Findutils
    • Gawk
    • GCC
    • Grep
    • Gzip
    • Linux Kernel
    • M4
    • Make
    • Patch
    • Perl
    • Python
    • Sed
    • Tar
    • Texinfo
    • Xz

  • バージョンチェック

    cat > version-check.sh << "EOF"
    #!/bin/bash
    # Simple script to list version numbers of critical development tools
    export LC_ALL=C
    bash --version | head -n1 | cut -d" " -f2-4
    MYSH=$(readlink -f /bin/sh)
    echo "/bin/sh -> $MYSH"
    echo $MYSH | grep -q bash || echo "ERROR: /bin/sh does not point to bash"
    unset MYSH
    
    echo -n "Binutils: "; ld --version | head -n1 | cut -d" " -f3-
    bison --version | head -n1
    
    if [ -h /usr/bin/yacc ]; then
      echo "/usr/bin/yacc -> `readlink -f /usr/bin/yacc`";
    elif [ -x /usr/bin/yacc ]; then
      echo yacc is `/usr/bin/yacc --version | head -n1`
    else
      echo "yacc not found"
    fi
    
    echo -n "Coreutils: "; chown --version | head -n1 | cut -d")" -f2
    diff --version | head -n1
    find --version | head -n1
    gawk --version | head -n1
    
    if [ -h /usr/bin/awk ]; then
      echo "/usr/bin/awk -> `readlink -f /usr/bin/awk`";
    elif [ -x /usr/bin/awk ]; then
      echo awk is `/usr/bin/awk --version | head -n1`
    else
      echo "awk not found"
    fi
    
    gcc --version | head -n1
    g++ --version | head -n1
    grep --version | head -n1
    gzip --version | head -n1
    cat /proc/version
    m4 --version | head -n1
    make --version | head -n1
    patch --version | head -n1
    echo Perl `perl -V:version`
    python3 --version
    sed --version | head -n1
    tar --version | head -n1
    makeinfo --version | head -n1  # texinfo version
    xz --version | head -n1
    
    echo 'int main(){}' > dummy.c && g++ -o dummy dummy.c
    if [ -x dummy ]
      then echo "g++ compilation OK";
      else echo "g++ compilation failed"; fi
    rm -f dummy.c dummy
    EOF
    

• 構築するLinux用のディスク：30GB 程度

  • / : 20GB
  • /boot: 200MB
  • /swap: 2GB

環境

• VirtualBox(Windows)

  • [一般] > [高度]
    • クリップボードの共有: 双方向
    • ドラッグ＆ドロップ: 双方向
  • [システム]
    • [マザーボード]
      • メインメモリ: 8GB
      • 起動順序: フロッピーのチェック外す
      • チップセット: ICH9
    • [プロセッサー]
      • プロセッサ: 4
  • [ディスプレイ]
    • [スクリーン]
      • ビデオメモリ: 128M
      • ディスプレイ数: 1
      • 3Dアクセラレーション有効化: チェック
  • [ストレージ]
    • コントローラSATA
      • SATA0: 50GB(ホストOS用)
      • SATA1: 30G(開発用)

• Parallels(mac)

• Ubuntu 22.04

  • download

Tips

# ディスク確認(開発用の追加ディスクの確認)
lsblk

# パーティション作成の自動化
sudo umount -l /deb/sdb1
sudo swapoff /dev/sdb2

sudo parted -a opt /dev/sdb -s mklabel gpt \
  -s mkpart primary ext4 0% 28G \
  -s mkpart primary linux-swap 28G 100%

mkswap /dev/sdb2
swapon /dev/sdb2

# 解凍
tar xvf xxx.tar.xz # .tar.xz
tar xvfz xxx.tar.gz # .tar.gz | .tgz
tar xvfy xxx.tar.bz2 # .bz2 

構築

ubuntu インストール

# 最新に更新
sudo apt update
sudo apt upgrade

# 必要なものインストール
sudo apt install gcc make vim git apt-file

# ubuntu softwareから
code

# ファイルからパッケージを探す
sudo apt-file update
sudo apt-file search texinfo

# シェルを変更(dash => bash)
sudo dpkg-reconfigure dash

# 開発に対して足りないもの
sudo apt install bison yacc gawk g++ m4 texinfo

• 自動ログイン
  • [設定] - [ユーザー] で設定できる

ホストでの準備

• パーティション
  • sda: ホスト（ubuntu）
  • sdb: 開発領域(30GB)
    • sdb1: 28G(/)
    • sdb2: 2G(swap)

# パーティション作成とファイルシステム作成
sudo parted -a opt /dev/sdb -s mklabel gpt \
  -s mkpart primary ext4 0% 28G \
  -s mkpart primary linux-swap 28G 100%

mkswap /dev/sdb2

# ファイルシステム作成(partedで一気にやるので不要？)
# mkfs -v -t ext4 /dev/sdb1
# mkswap /dev/sdb2

# 環境変数の設定
export LFS=/mnt/lfs

# 毎回実行するのは面倒なので、起動時に設定する。
if [ -z $LFS ]; then
    echo "export LFS=/mnt/lfs" >> ~/.bash_profile
    sudo echo "export LFS=/mnt/lfs" >> /root/.bash_profile
fi

# パーティションのマウント
sudo mkdir -pv $LFS
sudo mount -v -t ext4 /dev/sdb1 $LFS
sudo swapon /dev/sdb2
# 毎回実行するのは面倒なので、起動時にマウントするには "/etc/fstab" に以下を追記
# /dev/sdb1    /mnt/lfs    ext4    defaults    1    1

# パッケージのダウンロード
sudo mkdir -v $LFS/sources
sudo chmod -v a+wt $LFS/sources

## ダウンロードリスト作成
wget https://lfsbookja.osdn.jp/11.3-sysdja/wget-list-systemd
cat > wl.sed << "EOF"
s|ftp\.gnu\.org/gnu/|ftp.riken.jp/GNU/|g
s|www\.kernel\.org/pub/linux/|ftp.riken.jp/Linux/kernel.org/linux/|g
s|www\.cpan\.org|ftp.riken.jp/lang/CPAN|g
s|ftp\.vim\.org|ftp.jp.vim.org|g
EOF
sed -f wl.sed -i.orig wget-list-systemd
rm wl.sed

wget --input-file=wget-list-systemd --continue --directory-prefix=$LFS/sources
pushd $LFS/sources
  sudo wget https://lfsbookja.osdn.jp/11.3-sysdja/md5sums
  sudo md5sum -c md5sums
popd
# 所有者をrootに統一しておく。ホスト上のユーザは開発環境には存在しないため。
chown root:root $LFS/sources/*

• 残作業

# 限定的なディレクトリレイアウトの作成
sudo mkdir -pv $LFS/{etc,var} $LFS/usr/{bin,lib,sbin}

for i in bin lib sbin; do
  sudo ln -sv usr/$i $LFS/$i
done

case $(uname -m) in
  x86_64) sudo mkdir -pv $LFS/lib64 ;;
esac

sudo mkdir -pv $LFS/tools

# 開発ユーザの作成
sudo groupadd lfs
sudo useradd -s /bin/bash -g lfs -m -k /dev/null lfs
sudo passwd lfs

sudo chown -v lfs $LFS/{usr{,/*},lib,var,etc,bin,sbin,tools}
case $(uname -m) in
  x86_64) sudo chown -v lfs $LFS/lib64 ;;
esac

• lfsユーザの設定

# lfs ユーザにスイッチ
su - lfs

cat > ~/.bash_profile << "EOF"
exec env -i HOME=$HOME TERM=$TERM PS1='\u:\w\$ ' /bin/bash
EOF

cat > ~/.bashrc << "EOF"
set +h
umask 022
LFS=/mnt/lfs
LC_ALL=POSIX
LFS_TGT=$(uname -m)-lfs-linux-gnu
PATH=/usr/bin
if [ ! -L /bin ]; then PATH=/bin:$PATH; fi
PATH=$LFS/tools/bin:$PATH
CONFIG_SITE=$LFS/usr/share/config.site
export LFS LC_ALL LFS_TGT PATH CONFIG_SITE
EOF

一時的なツールの構築

クロスコンパイラと関連ライブラリのビルド

• "開発するOS上で動作するプログラム" をホスト上でコンパイルするためのツールをビルド
• $LFS/tools ディレクトリにインストールされる
• ライブラリについては、実際使用する場所にインストールされる
• "lfs" ユーザで実行する

クロスコンパイルによる一時的ツールのビルド

• 上記でビルドしたツールを使って、"開発するOS上で動作するプログラム" をクロスコンパイルする
• "lfs" ユーザで実行する

chroot への移行と一時的ツールの追加ビルド

• rootユーザで実行する