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13. Construire un système Linux minimum à partir des sources.

Nous nous sommes concentrés jusqu'ici sur ce que les packages font. Je vais vous donner ici tout les indices que je peux pour fabriquer un système Linux de base à partir des sources. Si vous voulez monter un vrai système pour du vrai travail, lisez le Linux From Scratch HOWTO.

Il est possible d'obtenir une ligne de commande bash sans installer tout ce que je mentionne ici. Ce que je décris est un système de base, sans embûche, qui peut être monté facilement.

13.1 Ce qu'il vous faut

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

Vous allez donc avoir besoin d'une machine avec deux partitions libres dessus. Si vous le pouvez, utilisez une machine qui ne contienne rien d'important. Vous pouvez utiliser un système Linux déjà existant comme système source, mais je le déconseille. Si vous oubliez un des paramètres des commandes que nous allons saisir, vous pourriez accidentellement réinstaller des choses sur votre système source. Cela peut mener à des incompatibilités, et des conflits.

Les anciennes architectures PC, pour la plupart 486 et plus ancien, ont une limitation ennuyeuse de leur Bios. Il ne peuvent lire les disques durs passé les 512 premiers mégaoctets. Ce n'est pas vraiment un problème pour Linux, qui gère lui-même les disques une fois lancé. Mais pour que Linux soit chargé sur ces vieilles machines, le noyau doit résider quelque part en dessous de 512 mégaoctets. Si vous utilisez une de ces machines, vous devez créer une partition distincte en dessous de 512 Mo, à monter sur /boot pour toute partition au dessus de la limite des 512 Mo.

La dernière fois que je l'ai fait, j'ai utilisé Red Hat 6.1 comme système source. J'ai installé le système de base plus

J'ai aussi installé X-window et Mozilla (NDT : Netscape) pour pouvoir lire les documentations facilement, mais ce n'est pas nécessaire. A la fin de mon travail, cela avait pris environ 350M d'espace disque (Cela semble un peu élevé, je me demande pourquoi).

Le système cible achevé prenait 650M, mais comprenait tout le code source et les fichiers intermédiaires. Si l'espace est limité, je vous conseille de faire un make clean après la construction de chaque package. Cela dit, c'est une source d'ennuis et d'hésitation.

Enfin, vous allez avoir besoin du code source du système que vous allez construire. Il y a les ``packages'' dont nous avons parlé dans ce document. On peut les obtenir depuis un CD, ou par l'Internet. Je donnerai les URL pour les sites américains et miroirs australiens.

Pour résumer, il vous faut :

Je pars du principe que vous pouvez installer le système source vous-même, sans aide de ma part. A partir de maintenant, je considère que c'est fait.

Les premiers pas de ce projet consistent à faire démarrer le noyau, et le laisser `paniquer' (panic) car il ne peut trouver le programme init. Cela signifie que nous allons devoir installer un noyau, et installer Lilo. Pour que Lilo fonctionne quand même correctement, nous avons besoin d'installer les fichiers spéciaux dans le /dev du système cible. Lilo en a besoin pour effectuer les accès bas niveau au disque, nécessaire pour écrire le secteur d'amorce. MAKEDEV est le script qui crée ces fichiers spéciaux (Vous pourriez bien sûr les recopier depuis le système source, mais ce serait tricher !). Mais d'abord, il nous faut un système de fichiers pour les mettre dedans.

13.2 Le système de fichier (Filesystem)

Notre nouveau système a besoin d'un système de fichiers pour vivre. Donc, il nous faut tout d'abord créer ce système de fichiers en utilisant mke2fs. Ensuite il faut le monter quelque part. Je vous suggère /mnt/target (comme `cible'). Dans ce qui va suivre, je considère que votre système se trouve à cet endroit. Vous pouvez gagner un peu de temps en ajoutant une entrée dans /etc/fstab de façon à ce que le montage de votre système destination soit automatique lorsque votre système source démarre.

Lorsque nous démarrerons le système cible, ce qui se trouve dans /mnt/target se trouvera alors dans / (à la racine).

Nous avons besoin d'une structure de sous-répertoires sur la cible. Jetez un oeil au Standard de la Hiérarchie des Fichiers (File Hierarchy Standard, voir section Système de Fichiers). pour trouver vous même ce qu'elle devrait être, ou faites simplement un cd vers l'endroit où la cible est montée et tapez aveuglément :

 
        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 ... man9

Comme le FHS et la plupart des packages se contredisent en ce qui concerne l'endroit où les man pages doivent se trouver, nous avons besoin d'un lien symbolique :

 
        cd ..; ln -s share/man man

13.3 MAKEDEV

Nous mettrons le code source dans le répertoire /usr/src cible. Aussi si votre système de fichiers cible est monté par exemple sur /mnt/target, et que vos archives sont dans /root, il faudra faire :

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

Ne vous comportez pas en amateur fini et pensez à copier vos archives à l'endroit où vous allez les décompresser ;-)

En principe, lorsque vous installez un logiciel, vous l'installez sur le système en fonctionnement. En l'occurence, ce n'est pas notre intention, nous souhaitons l'installer comme si /mnt/target était le système de fichiers racine. Les différents packages ont différentes manières de vous le laisser faire. Pour MAKEDEV, vous devez faire

        ROOT=/mnt/target 
        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 définie dans cette commande. Ensuite jetez un oeil à la page de manuel en faisant un man ./MAKEDEV.man pour voir comment il fonctionne. Vous découvrirez que la méthode utilisée pour ces fichiers spéciaux consiste à faire un cd /mnt/target/dev puis un ./MAKEDEV generic. Faites un ls pour découvrir tous les merveilleux fichiers spéciaux qu'il a créés pour vous !

13.4 Le noyau (kernel)

Ensuite, nous devons fabriquer un noyau. Je considère que vous l'avez déjà fait, aussi serai-je bref. Il est plus facile d'installer Lilo si le noyau censé être monté est déjà là. Retournez dans le répertoire /usr/src de la cible, et décompressez-y les sources du noyau linux. Entrez dans l'arborescence des sources (cd linux) et configurez le noyau, en utilisant votre méthode préférée, comme par exemple make menuconfig. Vous vous faciliterez grandement la vie si vous configurez un noyau sans module. Si vous configurez des modules, vous devrez éditer Makefile, trouver INSTALL_MOD_PATH, et lui affecter la valeur /mnt/target.

Vous pouvez maintenant taper make dep, make bzImage, et si vous avez configuré des modules : make modules, make modules_install. Copiez le noyau arch/i386/boot/bzImage et le plan système System.map vers le répertoire de boot de la cible /mnt/target/boot, et nous seront prêts à installer Lilo.

13.5 Lilo

Lilo est livré avec un très beau script nommé QuickInst. Décompressez les sources de Lilo dans le répertoire des sources du système cible, lancez ce script par la commande ROOT=/mnt/target ./QuickInst. Il vous posera plusieurs questions concernant la manière dont vous souhaitez que Lilo soit installé.

Souvenez-vous, comme nous avons affecté à la variable ROOT la partition cible, vos noms de fichiers s'y rapportent. Donc, lorsqu'il vous demandera le nom du noyau à lancer par défaut, répondez /boot/bzImage, pas /mnt/target/boot/bzImage. J'ai trouvé un bug mineur dans le script, qui lui fait dire :


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

Mais si vous vous contentez de l'ignorer, cela passe quand même.

Comment doit-on s'y prendre pour expliquer à QuickInst où installer le secteur de boot ? Quand nous redémarrons, nous voulons avoir le choix de démarrer le système source ou le système cible, ou encore n'importe quel autre système présent sur la machine. Et nous souhaitons que l'instance de Lilo que nous mettons en place maintenant lance le noyau de notre nouveau système. Comment est-ce que l'on réalise ces deux choses ? Ecartons-nous un moment du sujet et étudions la façon dont Lilo démarre DOS sur un système Linux en dual-boot. Le fichier lilo.conf d'un tel système doit sûrement ressembler à çà.

 
prompt  
timeout = 50
default = linux

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

other = /dev/hda2
        label = dos

Si la machine est configurée de cette façon, alors le Master Boot Record (MBR) est lu et chargé par le Bios, et lance le bootloader de Lilo, qui affiche une invite de commande. Si vous tapez dos dans cette invite, Lilo chargera le secteur de boot depuis hda2, qui lancera DOS.

Ce que nous allons faire est exactement la même chose, mis à part que le secteur d'amorce d'hda2 va être un autre secteur d'amorce Lilo - celui-là même que QuickInst va installer. Donc le Lilo de la distribution de linux chargera le Lilo que nous avons construit, qui chargera le noyau que nous avons bâti. Vous verrez alors deux invites de commande Lilo au redémarrage.

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

Maintenant modifiez le fichier lilo.conf de votre système source, de façon à ce qu'il ait une ligne ressemblant à:

 
other = /dev/hda2
        label = target

Lancez Lilo, et nous devrions être capables de faire notre premier démarrage sur le système cible.

13.6 Glibc

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

Glibc est un package très gros et très compliqué. Il faut 90 heures pour le bâtir sur mon vieux 386sx/16 avec 8M RAM. Mais cela ne prend que 33 minutes sur mon Celeron 433 avec 64M. Je pense que la quantité de mémoire est le principal critère dans notre cas. Si vous n'avez que 8Mo de RAM (ou - j'en tremble - encore moins !), préparez vous à une très longue compilation.

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

Décompressez l'archive glibc-2.1.3.tar.gz (ou n'importe quelle autre version) dans /mnt/target/usr/src comme d'habitude. A présent, nous devons décompresser les ``add-on'' dans le répertoire de la glibc. Donc, faites un cd glibc-2.1.3, puis décompressez à cet endroit les archives glibc-crypt-2.1.3.tar.gz et glibc-linuxthreads-2.1.3.tar.gz.

Maintenant, nous pouvons créer le répertoire de construction, configurer, bâtir et installer glibc. Voici les commandes que j'ai utilisées, mais relisez vous-même la documentation et assurez-vous de faire ce qui est le plus approprié dans votre environnement. Toutefois, avant de faire tout cela, vous voudrez sans doute connaître l'espace disque qu'il vous reste par un df. Vous pouvez en faire un autre après avoir bâti et installé glibc pour en déduire son volume.

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

Remarquez que nous avons ici encore une autre façon de dire au package l'endroit où s'installer.

13.7 SysVinit

Bâtir et installer les binaires de SysVinit est assez direct. Je me contenterai d'être paresseux et de vous donner les commandes, en considérant que vous avez décompressé son code source, et que vous êtes entré dans son répertoire.

 cd src
 make
 ROOT=/mnt/target make install

Il existe aussi beaucoup de scripts associés à init. Il y a des scripts d'exemple fournis dans le package de SysVinit, qui fonctionnent bien. Mais vous devez les installer manuellement. Ils sont organisés dans une hiérarchie sous debian/etc dans l'arborescence du code source de SysVinit. Vous pouvez recopier toute cette hiérarchie dans le répertoire etc du système cible, avec une commande du style cd ../debian/etc; cp -r * /mnt/target/etc. Evidement, vous explorerez ces scripts avant de tous les recopier.

Tout est désormais en place pour permettre au noyau cible de lancer init au redémarrage. Le problème, cette fois, viendra des scripts qui ne pourront être exécutés car bash ne sera pas là pour les interpréter. init tentera également de lancer des getty, qui sont inexistants eux aussi. Rebootez maintenant, et assurez-vous que tout le reste fonctionne correctement.

13.8 Ncurses

L'étape suivante consiste à mettre Bash en place, mais bash a besoin de ncurses, aussi devons-nous installer celui-ci en premier. Ncurses remplace termcap dans la manière de gérer les écrans texte, mais apporte également une compatibilité ascendante en prenant en charge les appels termcap. Dans l'objectif d'avoir un système moderne, simple et propre, je pense que le mieux est de désactiver l'ancienne méthode termcap. Vous pourriez par la suite rencontrer des problèmes avec des applications utilisant termcap, mais au moins vous connaîtrez les éléments qui l'utilisent. Si vous en avez besoin, vous pouvez recompiler ncurses avec prise en charge de termcap.

Les commandes que j'ai utilisées sont :

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

13.9 Bash

Il m'a fallu beaucoup de lecture, de réflexion, de tests, et d'erreurs pour que Bash s'installe là où je pensais qu'il devait aller. Les options de configuration que j'ai utilisées sont :

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

Une fois que vous avez bâti et installé Bash, vous devez créer un lien symbolique comme ceci : cd /mnt/target/bin; ln -s bash sh. Cela est dû au fait que les scripts débutent généralement 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.

Vous pouvez redémarrer à ce point si vous le souhaitez. Vous devriez remarquer que les scripts peuvent maintenant s'exécuter, bien que vous ne puissiez vous loguer, car il n'y pas encore de programmes getty ou login.

13.10 Util-linux (getty et login)

Le package util-linux contient agetty et login. Nous avons besoin des deux pour nous loguer et obtenir la ligne de commande de bash. Après l'avoir installé, faites un lien symbolique depuis agetty vers getty de le répertoire /sbin du système cible. getty est un des programmes censés se trouver sur tous les systèmes de type Unix, donc faire un lien est une meilleure idée que de modifier inittab pour qu'il lance agetty.

Il me reste un problème avec la compilation d'util-linux. Le package contient également le programme more, et je n'ai pas été capable de persuader le processus make de placer le lien more sur la bibliothèque de ncurses 5 du système cible, plutôt que sur ncurses 4 du système source. Je regarderai cela de plus près.

Vous aurez aussi besoin d'un fichier /etc/passwd sur le système cible. C'est l'endroit où le programme login ira vérifier votre accréditation. Comme il ne s'agit que d'un système gadget à ce niveau, vous pouvez vous permettre des choses scandaleuses, comme ne définir que l'utilisateur root, sans mot de passe ! Mettez le simplement dans le fichier /etc/passwd du système cible.

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

Les champs sont séparés par des deux-points, correspondent, de gauche à droite, à l'user id (nom de login), au mot de passe (crypté), au numéro d'utilisateur, au numéro de groupe, au nom de l'utlisateur, à son répertoire personnel, et à son shell par défaut.

13.11 Sh-utils

Le dernier package dont nous ayons besoin est sh-utils GNU. Le seul programme nécessaire à ce niveau est stty, qui est utilisé dans /etc/init.d/rc, lui-même utilisé pour changer de niveau d'exécution et entrer dans le niveau initial. En fait, je possède et ai utilisé un package qui ne contient que stty mais je ne peux me souvenir d'où il vient. Il vaut mieux utiliser le package GNU, car il contient d'autres choses dont vous aurez besoin si vous voulez les ajouter au système pour le rendre vraiment utilisable.

Eh bien ça y est. Vous devriez maintenant avoir un système qui doit démarrer et vous donner l'invite de login. Saisissez-y ``root'', et vous devriez avoir le shell. Vous ne pourrez pas faire grand chose avec, il n'y a même pas de commande ls pour voir votre travail. Tapez deux fois la touche tab pour voir les commandes disponibles. C'est la chose la plus intéressante que j'ai trouvée à faire avec.

13.12 Vers l'utilisabilité

Il semblerait que nous ayons là un système plutôt inutilisable. Mais en réalité, nous ne sommes pas très loin de pouvoir commencer à travailler avec. L'une des premières choses à faire est de rendre le système de fichiers racine accessible et lecture et écriture. Il y a un script issu du package, dans /etc/init.d/mountall.sh qui s'occupe de cela, et effectue un mount -a pour monter automatiquement tout ce qui est spécifié dans le fichier /etc/fstab. Mettez un lien symbolique du genre S05mountall vers lui dans le répertoire etc/rc2.d du système cible.

Il se peut que ce script utilise des commandes que vous n'avez pas encore installées. Si c'est le cas, trouvez le package qui contient ces commandes et installez-le. Voyez la section Random Tips pour avoir des indications sur la marche à suivre pour trouver ces packages.

Regardez les autres scripts dans /etc/init.d. La plupart d'entre-eux doit être incluse dans tout système sérieux. Ajoutez-les un à un, et assurez-vous que tout se lance en douceur avant d'en ajouter d'autres.

Lisez le Standard de la Hiérarchie des Fichiers (voir section Système de Fichiers). Il contient une liste de commandes qui devraient être dans /bin et /sbin. Assurez-vous que toutes ces commandes sont installées sur votre système. Mieux encore, trouvez la documentation Posix qui spécifie tout cela.

A partir de maintenant, il n'est plus question que d'ajouter de plus en plus de packages, jusqu'à ce que tout ce que vous souhaitez avoir se trouve sur votre système. Installez les outils de construction comme make et gcc le plus tôt possible. Une fois que cela est fait, vous pouvez utiliser votre système cible pour se construire lui-même, ce qui est bien moins compliqué.

13.13 Astuces diverses

Si vous avez une commande appelée thingy sur un système Linux avec RPM, et souhaitez avoir des indications sur l'endroit où trouver les sources, vous pouvez utiliser la commande :

        rpm -qif `which thingy`

Et si vous avez un CD de sources Red Hat, vous pouvez installer le code source avec

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

Ceci mettra l'archive, avec les patches Redhats éventuels dans /usr/src/redhat/SOURCES.

13.14 Plus d'informations


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