波蘭極客用一張軟盤運(yùn)行Linux系統(tǒng)，用的還是最新內(nèi)核！

豐色 2021-07-06 15:39:25 來源：量子位

用軟盤啟動Linux系統(tǒng)曾經(jīng)很“家常便飯”，當(dāng)然那都是90-00年代的事了。

有年紀(jì)（bushi）的同學(xué)可能熟悉。

但現(xiàn)在，即使你還有一張能用的3.5英寸軟盤，可1.44MB的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)裝不下一個(gè)現(xiàn)代linux內(nèi)核，更不用說還得加上所有支持軟件了。

但奇人有招，波蘭一位游戲開發(fā)小哥只用一張軟盤就把現(xiàn)代Linux操作系統(tǒng)嵌進(jìn)去了！

盤上還有幾百KiB的剩余空間！而且用的都是最新“組件”，包括今年5.16號才發(fā)布的5.13.0-rc2版本的Linux內(nèi)核。

一張軟盤裝下現(xiàn)代Linux系統(tǒng)

小哥把這個(gè)系統(tǒng)命名為Floppinux，在它的官網(wǎng)上帶大家走了整個(gè)過程，包括從下拉（pull down）、編譯源代碼到創(chuàng)建最終的磁盤映像的所有命令。

而之所以做這么一件事情，是因?yàn)樾「缬X得自己用了好多年Linux，也用過很多Live-CD（能夠在不安裝到硬盤的前提下，體驗(yàn)Linux操作系統(tǒng)的東西）。

但他對其背后的基本原理知之甚少，所以決定動手研究一下。

小哥的第一個(gè)目標(biāo)是運(yùn)行Nomad Diskmag程序。

Diskmag這個(gè)遠(yuǎn)古東西不知道有人了解嗎？

它的全稱叫disk magazine，也就是磁盤雜志，是一種在上世紀(jì)80-90年代，以軟盤形式發(fā)行的電子雜志。90年代后就被在線出版物所取代了。

小哥已經(jīng)用bash腳本搞定了前端界面，就差封面、目錄和cat每個(gè)文件的正文了。

為了運(yùn)行他寫的腳本，需要一個(gè)可用的Linux 發(fā)行版，也就是一個(gè)可以在軟盤上運(yùn)行的系統(tǒng)。

動手！

因?yàn)樵?4位系統(tǒng)上編譯32位代碼有點(diǎn)棘手。為了更簡單，小哥用他的32位CPU的舊筆記本來做這一切。

可以使用32位系統(tǒng)的VirtualBox，如果要用64位，添加命令“ARCH=x86”，例如：make ARCH=x86 tinyconfig。

下面就是把現(xiàn)代Linux操作系統(tǒng)裝進(jìn)一張1.44MB軟盤的大概過程：

1、創(chuàng)建并進(jìn)入你想要保存文件的目錄

2、配置和構(gòu)建定制內(nèi)核

使用最新Linux內(nèi)核（版本5.13.0-rc2）：

git clone --depth=1 https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git

進(jìn)行最小配置：make tinyconfig

添加額外配置：make menuconfig

從菜單中選擇以下選項(xiàng)：

將設(shè)置保存并退出，等待編譯完成，最后內(nèi)核將在arch/x86/boot/bzImage中構(gòu)建，把它移到主目錄。

3、 添加工具

如果沒有工具，內(nèi)核只會啟動，無法執(zhí)行任何操作。小哥使用BusyBox（最流行的輕量級工具之一），下載并解壓：

wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.33.1.tar.bz2

進(jìn)入目錄，進(jìn)行啟動配置：make allnoconfig

然后選擇你想要的工具：make menuconfig

每個(gè)菜單項(xiàng)都顯示各工具需占用多少KB，合理選擇哦。

小哥的選擇：

保存配置并退出，編譯完成后_install目錄下會創(chuàng)建一個(gè)包含所有文件的文件系統(tǒng)，把它移到主目錄。

4、添加目錄結(jié)構(gòu)

有了內(nèi)核和基本工具，仍然需要一些額外的目錄結(jié)構(gòu)：

cd ../filesystem
mkdir -pv {dev,proc,etc/init.d,sys,tmp}
sudo mknod dev/console c 5 1
sudo mknod dev/null c 1 3

接下來創(chuàng)建幾個(gè)配置文件，啟動后顯示歡迎消息：

cat >> welcome << EOF
Some welcome text...
EOF

然后配置處理啟動、退出和重啟的Inittab文件&實(shí)際的初始化腳本，并使初始化腳本可執(zhí)行，并將所有文件的所有者設(shè)置為root。（限于篇幅命令已省略，具體可查看文末鏈接[1]）

最后，將此目錄壓縮為一個(gè)文件。

可通過從主目錄運(yùn)行QEMU（在GNU/Linux 平臺上廣泛使用的模擬處理器）對以上所有內(nèi)容進(jìn)行測試。

5、下面就是把這一切放進(jìn)軟盤了

創(chuàng)建指向內(nèi)核和文件系統(tǒng)的Syslinux引導(dǎo)文件（boot file）：

cat >> syslinux.cfg << EOF
DEFAULT linux
LABEL linux
SAY [ BOOTING FLOPPINUX VERSION 0.1.0 ]
KERNEL bzImage
APPEND initrd=rootfs.cpio.gz
EOF

chmod +x syslinux.cfg

創(chuàng)建空軟盤映像：

dd if=/dev/zero of=floppinux.img bs=1k count=1440
mkdosfs floppinux.img
syslinux --install floppinux.img

Mount it !并將syslinux、內(nèi)核和文件系統(tǒng)復(fù)制到軟盤映像：

sudo mount -o loop floppinux.img /mnt
sudo cp bzImage /mnt
sudo cp rootfs.cpio.gz /mnt
sudo cp syslinux.cfg /mnt
sudo umount /mnt

完成！

現(xiàn)在你就有了自己的發(fā)行版映像floppinux.img，你可以燒錄到軟盤，然后在真正的硬件上啟動它了！

啟動耗時(shí)1分多

小哥花了不到3分鐘燒錄成功，然后開始了首次啟動。

成功大概只花了1分多鐘。

啊，從屏幕上看了小哥似乎不年輕，頭發(fā)也禿得讓人落淚。

小哥（老哥）表示，在這種裸機(jī)的現(xiàn)代硬件上，唯一能阻止啟動速度的就是軟驅(qū)的實(shí)際速度。它們最大原始速度為125KB/s。實(shí)際上可能會更慢。

下面是軟盤占有空間總結(jié)，可以看到還剩272KiB。

網(wǎng)友熱議：“92年的時(shí)候我可是需要兩張5.25”的軟盤”

硬件開源項(xiàng)目網(wǎng)站 Hackaday對小哥的創(chuàng)造進(jìn)行了報(bào)道，并點(diǎn)評道：

當(dāng)然，為了將最新的Linux內(nèi)核和BusyBox構(gòu)建到大約1MB的空間，必須做出一些讓步，所以Floppinux肯定不是任何人所說的日常驅(qū)動程序。一旦系統(tǒng)啟動，除了編寫一些shell腳本之外，就沒有什么可做的了。
即使你沒有軟盤，也值得跟著他的教程，在QEMU中啟動映像，看看如何從零開始正式構(gòu)建一個(gè)Linux系統(tǒng)。這事不僅可以用來吹牛，這樣一個(gè)最小安裝的所有組件如何組合在一起的知識，對學(xué)習(xí)嵌入式Linux設(shè)備也很有用。

而在Hacker News 論壇上很多人紛紛對小哥豎起大拇指，有人表示最令他驚訝的就是用的最新版的Linux內(nèi)核和BusyBox。而且這對其他嵌入式系統(tǒng)也很有用。

有人說，92年的時(shí)候我可是需要兩張5.25英寸的軟盤來運(yùn)行Linux！

開發(fā)者介紹

文中的主角“小哥”叫Krzysztof Jankowski，來自波蘭，85后，是一名專業(yè)的游戲開發(fā)者和數(shù)字藝術(shù)家。

25年前就開始用QBASIC編程，喜歡FOSS、像素畫（pixel art）、樹莓派,、游戲引擎等。

去年，他創(chuàng)辦了自己的公司Cyfrowy Nomada，與beffio簽訂了高級游戲引擎開發(fā)合同。他成為一名專業(yè)的游戲開發(fā)商的夢想成為現(xiàn)實(shí)。

他和他的伙伴們開發(fā)的游戲“自由坦克”（Tanks of Freedom）不知道有人玩過沒？

GitHub傳送門：https://github.com/w84death/floppinux

參考鏈接：

[1]https://bits.p1x.in/floppinux-an-embedded-linux-on-a-single-floppy/

[2]https://hackaday.com/2021/05/24/running-modern-linux-from-a-single-floppy-disk/

[3]https://news.ycombinator.com/item?id=27247612

[4]https://krzysztofjankowski.com/