Construire un syst�me Linux minimum � partir du code source

1. Ce qu'il vous faut

Nous installerons une distribution de Linux telle que Red Hat sur une partition, et l'utiliserons pour construire un nouveau syst�me Linux sur une autre partition. Je nommerai par la suite ��cible�� le syst�me que nous construisons, et ��source�� le syst�me que nous utilisons pour construire le syst�me cible (� ne pas confondre avec code source que nous utiliserons aussi).

Vous allez donc avoir besoin d'une machine avec deux partitions libres. Si vous le pouvez, utilisez une machine qui ne contienne rien d'important. Vous pouvez utiliser un syst�me Linux d�j� existant comme syst�me source, mais je le d�conseille. Si vous oubliez un des param�tres des commandes que nous allons saisir, vous pourriez accidentellement r�installer des choses sur votre syst�me source. Cela peut mener � des incompatibilit�s, et des conflits.

Les BIOS des PC dont l'architecture est ancienne, pour la plupart des 486 et des machines ant�rieures, ont une limitation ennuyeuse. Ils ne peuvent lire les disques durs au-del� des 512 premiers m�ga-octets. Ce n'est pas vraiment un probl�me pour Linux, qui g�re lui-m�me les disques une fois lanc�. Mais pour que Linux soit charg� sur ces vieilles machines, le noyau doit r�sider quelque part en-dessous de 512 m�ga-octets. Si vous utilisez une de ces machines, vous devrez cr�er une partition distincte en-dessous de 512�Mo, � monter sur /boot pour chaque syst�me dont la partition racine se situe au-dessus de la limite des 512�Mo.

La derni�re fois que je l'ai fait, j'ai utilis� Red Hat 6.1 comme syst�me source. J'ai install� le syst�me de base plus�:

• cpp

• egcs

• egcs-c++

• patch

• make

• dev86

• ncurses-devel

• glibc-devel

• kernel-headers

J'ai aussi install� X-Window et Mozilla pour pouvoir lire la documentation facilement, mais ce n'est pas vraiment n�cessaire. � la fin de mon travail, celui-ci avait pris environ 350�Mo d'espace disque (cela semble un peu �lev�, je me demande pourquoi).

Le syst�me cible achev� prenait 650�Mo, mais comprenait tout le code source et les fichiers interm�diaires. Si l'espace est limit�, je vous conseille de faire un make clean apr�s la construction de chaque paquet. Cela dit, cette taille surprenante est un peu inqui�tante.

Enfin, vous allez avoir besoin du code source du syst�me que vous allez construire. Ce sont les paquets dont nous avons parl� dans le guide pratique ��De la mise sous tension � l'invite de commande de Bash��. On peut les obtenir depuis un CD, ou par l'Internet. Je donnerai les url de leurs sites am�ricains et des miroirs fran�ais.

• MAKEDEV�: ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/system/admin/ (USA), ftp://ftp.lip6.fr/pub/linux/sunsite/system/admin/ (France).

• Lilo�: ftp://lrcftp.epfl.ch/pub/linux/local/lilo/ (Suisse), ftp://ftp.lip6.fr/pub/linux/sunsite/system/boot/lilo/ (France).

• Noyau Linux�: utilisez un des miroirs list�s sur http://www.kernel.org plut�t que ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/ (USA) car ils sont toujours en surcharge�; ftp://ftp.fr.kernel.org/pub/linux/kernel/ (France).

• GNU libc�: la biblioth�que elle-m�me, ainsi que les extensions linuxthreads sont sur ftp://ftp.gnu.org/pub/gnu/glibc/ (USA), ftp://ftp.lip6.fr/pub/gnu/glibc/ (France).

• Extensions de la libc GNU�: vous aurez aussi besoin des linuxthreads et des extensions libcrypt. Si libcrypt est absente du fait des lois am�ricaines sur l'exportation, vous pouvez la r�cup�rer sur ftp://ftp.gwdg.de/pub/gnu/glibc les extensions linuxthreads sont au m�me endroit que la libc proprement dite.

• GNU ncurses�: ftp://ftp.gnu.org/gnu/ncurses (USA), ftp://ftp.lip6.fr/pub/gnu/ncurses (France).

• SysVinit�: ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/system/daemons/init/ (USA), ftp://ftp.lip6.fr/pub/linux/sunsite/system/daemons/init/ (France).

• GNU Bash�: ftp://ftp.gnu.org/gnu/bash/ (USA), ftp://ftp.lip6.fr/pub/gnu/bash/ (France).

• GNU sh-utils�: ftp://ftp.gnu.org/gnu/sh-utils/ (USA), ftp://ftp.lip6.fr/pub/gnu/sh-utils/ (France).

• util-linux�: ftp://ftp.win.tue.nl/pub/linux/utils/util-linux/ (Pays-Bas), ftp://ftp.lip6.fr/pub/linux/sunsite/system/misc/ (France). Ce paquet contient agetty et login.

Pour r�sumer, il vous faut�:

• Une machine avec deux partitions distinctes d'environ 400�Mo et 700�Mo respectivement, bien que vous puissiez s�rement vous en tirer avec un espace plus restreint.

• Une distribution de Linux (par exemple, un CD Red Hat), et de quoi l'installer (par exemple, un lecteur de CD).

• Les archives tar de code source list�es ci-dessus. (Le format tar permet de regrouper plusieurs fichiers en un seul. Un fichier tar peut �tre compress�.)

Je pars du principe que vous pouvez installer le syst�me source vous-m�me, sans aide de ma part. � partir de maintenant, je consid�re que c'est fait.

Les premiers pas de ce projet consistent � faire d�marrer le noyau, et � le laisser ��paniquer�� (panic) car il ne trouve pas le programme init. Cela signifie que nous allons devoir installer un noyau, et installer Lilo. Pour que Lilo s'installe facilement, nous aurons besoin des fichiers sp�ciaux du r�pertoire /dev du syst�me cible. Lilo en a besoin pour effectuer les acc�s bas niveau au disque, n�cessaire pour �crire le secteur d'amor�age. MAKEDEV est le script qui cr�e ces fichiers sp�ciaux (vous pourriez bien s�r les recopier depuis le syst�me source, mais ce serait tricher�!). Mais d'abord, il nous faut un syst�me de fichiers dans lequel les mettre.

2. Le syst�me de fichier

Notre nouveau syst�me a besoin d'un syst�me de fichiers pour vivre. Donc, il nous faut tout d'abord cr�er ce syst�me de fichiers en utilisant mke2fs. Ensuite il faut le monter quelque part. Je vous sugg�re /mnt/cible. Dans ce qui va suivre, je consid�re que votre syst�me cible se trouve � cet endroit. Vous pouvez gagner un peu de temps en ajoutant une entr�e dans /etc/fstab de fa�on � ce que le montage de votre syst�me de destination se fasse automatique lors du d�marrage de votre syst�me source.

Lorsque nous d�marrerons le syst�me cible, ce qui se trouve dans /mnt/cible se trouvera alors dans / (la racine).

Nous avons besoin d'une structure de sous-r�pertoires sur la cible. Jetez un œil au standard de hi�rarchie des fichiers (File Hierarchy Standard - FHS, voir la section liens) pour trouver vous-m�me ce qu'elle devrait �tre, ou faites simplement un cd vers l'endroit o� la cible est mont�e et tapez aveugl�ment�:

mkdir bin boot dev etc home lib mnt root sbin tmp usr var
cd var; mkdir lock log run spool  
cd ../usr; mkdir bin include lib local sbin share src
cd share/; mkdir man; cd man 
mkdir man1 man2 man3 man4 man5 man6 man7 man8 man9

Comme le standard de hi�rarchie des fichiers et la plupart des paquets se contredisent en ce qui concerne l'endroit o� les pages de manuel doivent se trouver, nous avons besoin d'un lien symbolique�:

cd ..; ln -s share/man man

3. MAKEDEV

Nous mettrons le code source dans le r�pertoire /usr/src cible. Ainsi si votre syst�me de fichiers cible est mont� sur /mnt/cible, et que vos archives tar sont dans /root, il faudra faire�:

cd /mnt/cible/usr/src
tar -xzvf /root/MAKEDEV-2.5.tar.gz

Ne vous comportez pas en amateur fini en copiant les archives � l'endroit o� vous allez les d�compresser ;-)

En principe, lorsque vous installez un logiciel, vous l'installez sur le syst�me en fonctionnement. En l'occurrence, ce n'est pas notre intention, nous souhaitons l'installer comme si /mnt/cible �tait la racine du syst�me de fichiers. Les diff�rents paquets ont diff�rentes mani�res de vous laisser faire cela. Pour MAKEDEV, vous devez faire�:

ROOT=/mnt/cible make install

Vous devez rechercher ces options dans les fichiers README et INSTALL ou faire un ./configure --help.

Explorez le Makefile de MAKEDEV pour voir l'usage qu'il fait de la variable ROOT, que nous avons d�finie dans cette commande. Ensuite jetez un œil � la page de manuel en faisant un man ./MAKEDEV.man pour voir comment il fonctionne. Vous d�couvrirez que la m�thode que nous devons utiliser pour cr�er ces fichiers sp�ciaux consiste � faire un cd /mnt/cible/dev puis un ./MAKEDEV generic. Faites un ls pour d�couvrir tous les merveilleux fichiers sp�ciaux qu'il a cr�� pour vous�!

4. Le noyau

Ensuite, nous devons fabriquer un noyau. Je consid�re que vous l'avez d�j� fait, aussi serai-je bref. Il est plus facile d'installer Lilo si le noyau cens� �tre mont� est d�j� l�. Retournez dans le r�pertoire usr/src de la cible, et extrayez-y les sources du noyau Linux. Entrez dans l'arborescence des sources (cd linux) et configurez le noyau, en utilisant votre m�thode pr�f�r�e, par exemple make menuconfig. Vous vous faciliterez grandement la vie si vous configurez un noyau sans module. Si vous choisissez d'avoir des modules, vous devrez �diter le fichier Makefile, trouver INSTALL_MOD_PATH, et lui affecter la valeur /mnt/cible.

Vous pouvez maintenant taper make dep, make bzImage, et si vous avez configur� des modules�: make modules, make modules_install. Copiez le noyau arch/i386/boot/bzImage et le plan syst�me System.map vers le r�pertoire d'amor�age de la cible /mnt/cible/boot, et nous seront pr�ts � installer Lilo.

5. Lilo

Lilo est livr� avec un script tr�s bien con�u nomm� QuickInst. D�compressez les sources de Lilo dans le r�pertoire des sources du syst�me cible, lancez ce script par la commande ROOT=/mnt/cible ./QuickInst. Il vous posera plusieurs questions concernant la mani�re dont vous souhaitez que Lilo soit install�.

Puisque nous avons affect� � la variable ROOT la partition cible, les noms des fichiers que nous lui indiquons doivent �tre relatifs � cette partition. Donc, � la question du nom du noyau � lancer par d�faut, r�pondez /boot/bzImage, et non /mnt/cible/boot/bzImage.

J'ai trouv� une erreur mineure dans le script, qui lui fait dire�:

./QuickInst: /boot/bzImage: no such file 

Mais si vous vous contentez de l'ignorer, cela passe quand m�me.

Comment doit-on s'y prendre pour expliquer � QuickInst o� installer le secteur d'amor�age�? Quand nous red�marrerons, nous voulons avoir le choix de d�marrer le syst�me source ou le syst�me cible, ou encore n'importe quel autre syst�me pr�sent sur la machine. Et nous souhaitons que l'instance de Lilo que nous mettons en place maintenant lance le noyau de notre nouveau syst�me. Comment r�aliser ces deux choses�? �cartons-nous un moment du sujet et �tudions la fa�on dont Lilo d�marre DOS sur un syst�me Linux en double-amor�age. Le fichier lilo.conf d'un tel syst�me doit s�rement ressembler � �a.

prompt  
timeout = 50
default = linux

image = /boot/bzImage 
	label  = linux
	root   = /dev/hda1
	read-only

other = /dev/hda2
	label = dos

Si la machine est configur�e de cette fa�on, alors le bloc de d�marrage (Master Boot Record - MBR) est lu et charg� par le Bios, et lance le chargeur d'amor�age de Lilo (bootloader), qui affiche une invite de commande. Si vous tapez dos � cette invite, Lilo chargera le secteur d'amor�age de hda2, qui lancera DOS.

Ce que nous allons faire est exactement la m�me chose, � une diff�rence pr�s�: le secteur d'amor�age de hda2 sera un autre secteur d'amor�age Lilo�- celui-l� m�me que QuickInst va installer. Donc le Lilo de la distribution Linux chargera le Lilo que nous avons construit, qui chargera le noyau que nous avons b�ti. Vous verrez alors deux invites Lilo au red�marrage.

Pour raccourcir une longue histoire, lorsque QuickInst vous demande o� placer le secteur de boot, indiquez-lui l'endroit o� se trouve votre syst�me de fichiers cible, par exemple /dev/hda2.

Maintenant modifiez le fichier lilo.conf de votre syst�me source, de fa�on � ce qu'il comprenne une ligne ressemblant �:

other = /dev/hda2
	label = cible

Lancez lilo, et nous devrions �tre capables de faire notre premier d�marrage sur le syst�me cible.

6. Glibc

L'�tape suivante consiste � installer init, mais comme la plupart des programmes qui tournent sous Linux, init utilise des fonctions issues de la biblioth�que standard C GNU, glibc. Aussi l'installerons-nous en premier.

Glibc est un paquet tr�s gros et tr�s complexe. Il faut 90 heures pour le construire sur mon vieux 386sx�/�16 avec 8�Mo de m�moire. Mais cela ne prend que 33 minutes sur mon Celeron 433 avec 64�Mo de m�moire. Je pense que la quantit� de m�moire est le principal crit�re dans notre cas. Si vous n'avez que 8�Mo de m�moire (ou - j'en tremble - encore moins�!), pr�parez vous � une tr�s longue compilation.

La documentation d'installation de glibc recommande une construction dans un r�pertoire distinct. Cela vous permettra de recommencer facilement, en supprimant simplement ce r�pertoire. Cela vous permet aussi d'�conomiser 265�Mo d'espace disque.

Comme d'habitude, d�compressez l'archive glibc-2.1.3.tar.gz (ou n'importe quelle autre version) dans /mnt/cible/usr/src. � pr�sent, nous devons d�compresser les extensions dans le r�pertoire de glibc. Donc, faites un cd glibc-2.1.3, puis d�compressez � cet endroit les archives glibc-crypt-2.1.3.tar.gz et glibc-linuxthreads-2.1.3.tar.gz.

Maintenant, nous pouvons cr�er le r�pertoire de construction, configurer, construire et installer glibc. Voici les commandes que j'ai utilis�es, mais relisez vous-m�me la documentation et assurez-vous de faire ce qui est le plus appropri� dans votre environnement. Toutefois, avant de faire tout cela, vous voudrez sans doute conna�tre l'espace disque qu'il vous reste en faisant un df. Vous pourrez en faire un autre apr�s avoir construit et install� glibc pour en d�duire son volume.

cd ..
mkdir glibc-build
../glibc-2.1.3/configure --enable-add-ons --prefix=/usr
make
make install_root=/mnt/cible install

Remarquez que nous avons ici encore une autre fa�on de dire au paquet l'endroit o� s'installer.

7. SysVinit

Fabriquer et installer les binaires de SysVinit est assez simple. Il y a juste une petit manipulation � faire dans le fichier Makefile, situ� dans le sous-r�pertoire src/. Dans les 4 derni�res lignes, vous devez placer $(ROOT) juste devant /dev/initctl. Par exemple�:

@ if [ ! -p /dev/initctl ]; then \

devient�:

@ if [ ! -p $(ROOT)/dev/initctl ]; then \

Le fichier sp�cial initctl est un moyen de communication avec init. Par exemple, la page de manuel d'init indique que ce fichier doit �tre utilis� de pr�f�rence au signal SIGPWR pour demander � init d'arr�ter le syst�me lorsque l'alimentation �lectrique � bascul� sur batterie suite � une panne de courant. Cette manipulation permet de s'assurer que ce fichier se trouvera dans le syst�me cible, et non dans le syst�me source.

Une fois que c'est fait, placez-vous dans le sous-r�pertoire src, et entrez�:

make
ROOT=/mnt/cible make install

Il existe aussi beaucoup de scripts associ�s � init. Il y a des scripts d'exemple fournis dans le paquet SysVinit, qui fonctionnent bien. Mais vous devez les installer manuellement. Ils sont rang�s hi�rarchiquement sous debian/etc dans l'arborescence du code source. Vous pouvez recopier toute cette hi�rarchie dans le r�pertoire etc du syst�me cible, avec une commande du style cd ../debian/etc; cp -r * /mnt/cible/etc. �videment, vous voudrez les examiner avant de les recopier.

Tout est d�sormais en place pour permettre au noyau cible de lancer init au red�marrage. Le probl�me, cette fois, viendra des scripts qui ne pourront �tre ex�cut�s car bash ne sera pas l� pour les interpr�ter. init tentera �galement de lancer des getty, qui sont eux aussi inexistants. Red�marrez le syst�me, et assurez-vous que tout le reste fonctionne correctement.

8. Ncurses

L'�tape suivante consiste � mettre Bash en place, mais bash a besoin de ncurses, aussi devons-nous installer celui-ci en premier. Ncurses remplace termcap dans la mani�re de g�rer les �crans texte, mais apporte �galement une compatibilit� descendante en prenant en charge les appels termcap. Dans l'objectif d'avoir un syst�me moderne, simple et propre, je pense que le mieux est de d�sactiver l'ancienne m�thode termcap. Vous pourriez par la suite rencontrer des probl�mes avec des applications utilisant termcap, mais au moins vous conna�trez les �l�ments qui l'utilisent. Si vous en avez besoin, vous pourrez recompiler ncurses avec prise en charge de termcap.

Les commandes que j'ai utilis�es sont�:

./configure --prefix=/usr --with-install-prefix=/mnt/cible --with-shared --disable-termcap
make
make install

9. Bash

Il m'a fallu beaucoup de lecture, de r�flexion, de tests, et d'erreurs pour que Bash s'installe l� o� je pensais qu'il devait aller. Les options de configuration que j'ai utilis�es sont�:

./configure --prefix=/mnt/cible/usr/local --exec-prefix=/mnt/cible \
            --with-curses 

Une fois que vous aurez construit et install� Bash, vous devrez cr�er un lien symbolique comme ceci�: cd /mnt/cible/bin; ln -s bash sh. Cela est d� au fait que les scripts d�butent g�n�ralement par une ligne comme celle-ci�:

#!/bin/sh

Si vous n'avez ce lien symbolique, les scripts ne fonctionneront pas, car ils chercheront /bin/sh et non /bin/bash.

Arriv� � ce point, vous pouvez red�marrer si vous le souhaitez. Lors du red�marrage, vous devriez remarquer que, maintenant, les scripts s'ex�cutent. Cependant, vous ne pourrez pas vous connecter, car il n'y pas encore de programmes getty ou login.

10. Util-linux (getty et login)

Le paquet util-linux contient agetty et login. Nous avons besoin des deux pour pouvoir nous connecter et obtenir l'invite de commande de bash. Apr�s l'avoir install�, faites un lien symbolique depuis agetty vers getty dans le r�pertoire /sbin du syst�me cible. getty est un des programmes cens�s se trouver sur tous les syst�mes de type Unix, donc faire un lien est une meilleure id�e que de modifier inittab pour qu'il lance agetty.

Il me reste un probl�me avec la compilation d'util-linux. Le paquet contient �galement le programme more, et, pour ce programme, je n'ai pas �t� capable de persuader make de r�aliser l'�dition de liens avec le ncurses 5 du syst�me cible au lieu du ncurses 4 du syst�me source.

Vous aurez aussi besoin d'un fichier /etc/passwd sur le syst�me cible. C'est l'endroit o� le programme login ira v�rifier si vous avez le droit de vous connecter. Comme il ne s'agit que d'un syst�me jouet, vous pouvez vous permettre � ce niveau des choses scandaleuses, comme de ne d�finir que l'utilisateur root, sans mot de passe�! Mettez le simplement dans le fichier /etc/passwd du syst�me cible�:

root::0:0:root:/root:/bin/bash

Les champs sont s�par�s par des deux-points, et correspondent, de gauche � droite, � l'identifiant de l'utilisateur, � son mot de passe (chiffr�), � son num�ro d'utilisateur, � son num�ro de groupe, � son nom complet, � son r�pertoire personnel, et � son interpr�teur de commandes par d�faut.

11. Sh-utils

Le dernier paquet dont nous ayons besoin est le sh-utils GNU. Le seul programme n�cessaire � ce niveau est stty, qui est utilis� dans /etc/init.d/rc, lui-m�me utilis� pour changer de niveau d'ex�cution et entrer dans le niveau initial. En fait, je poss�de et ai utilis� un paquet qui ne contient que stty mais je ne peux me souvenir d'o� il vient. Il vaut mieux utiliser le paquet GNU, car il contient d'autres choses dont vous aurez besoin si vous voulez les ajouter au syst�me pour le rendre vraiment utilisable.

Bien, �a y est. Vous devriez maintenant avoir un syst�me qui va d�marrer et vous donner l'invite de connexion. Saisissez-y root, et vous devriez acc�der � l'interpr�teur de commandes. Vous ne pourrez pas faire grand chose avec, il n'y a m�me pas la commande ls pour voir votre travail. Tapez deux fois sur la touche Tab pour voir les commandes disponibles. C'est la chose la plus int�ressante que j'ai trouv�e � faire avec.

12. Rendre le syst�me plus utilisable

Il semblerait que nous ayons l� un syst�me plut�t inutilisable. Mais en r�alit�, nous ne sommes pas tr�s loin de pouvoir commencer � travailler avec. L'une des premi�res choses � faire est de rendre le syst�me de fichiers racine accessible en lecture et en �criture. Il y a un script issu du paquet SysVinit, /etc/init.d/mountall.sh qui s'occupe de cela, et effectue un mount -a pour monter automatiquement tout ce qui est sp�cifi� dans le fichier /etc/fstab. Mettez un lien symbolique du genre S05mountall vers lui dans le r�pertoire etc/rc2.d du syst�me cible.

Il se peut que ce script utilise des commandes que vous n'avez pas encore install�es. Si c'est le cas, trouvez le paquet qui contient ces commandes et installez-le. Voyez la section astuces diverses pour avoir des indications sur la marche � suivre pour trouver ces paquets.

Regardez les autres scripts de /etc/init.d. La plupart d'entre-eux doit �tre incluse dans tout syst�me s�rieux. Ajoutez-les un � un, et assurez-vous que tout se lance en douceur avant d'en ajouter d'autres.

Lisez le standard de hi�rarchie des fichiers (voir section liens). Il contient une liste des commandes qui devraient �tre dans /bin et /sbin. Assurez-vous que toutes ces commandes sont install�es sur votre syst�me. Mieux encore, trouvez la documentation Posix qui sp�cifie tout cela.

� partir de maintenant, il n'est plus question que d'ajouter de plus en plus de paquets, jusqu'� ce que tout ce que vous souhaitez avoir se trouve sur votre syst�me. Installez les outils de construction comme make et gcc le plus t�t possible. Une fois que cela sera fait, vous pourrez faire construire le syst�me cible par lui-m�me, ce qui est bien moins complexe.

13. Informations compl�mentaires

rpm -qif `which machin`

rpm -i /mnt/cdrom/SRPMS/ce.qu.il.vient.de.dire-1.2.srpm

14. Section administrative