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FreeBSD跑Linux程式的方法:Linuxulator + Ubuntu Jail

分類   資訊科技 虛擬機與容器技術
標籤   FreeBSD Linux Debootstrap Chroot Ubuntu
🗓️ 民國113年 甲辰年
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目標:在FreeBSD跑Linux才有的圖形應用程式。

範例:在FreeBSD的Ubuntu Jail執行Firefox的日本版fork「Floorp」

測試環境:

  • FreeBSD 14.0 Release
  • Linux Jail的系統版本為Ubuntu 22.04

1. 說明
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本文用到的軟體:

  • Linuxulator
  • FreeBSD chroot Jail

跑Linux程式我首先想到的是Docker,但目前FreeBSD 14的Docker得用bhyve虛擬機跑,Distrobox不可行,所以要高效率的跑Linux程式,得用Linuxulator。

Linuxulator功能類似轉譯Windows程式的Wine,讓我們可以在FreeBSD系統以原生效能執行Linux的二進位檔。準確來說,Linuxulator不是轉譯,而是重新實現Linux ABI。

有了Linuxlator,就可以搭配FreeBSD內建的chroot指令,建立一個Linux的Jail。Jail就是讓程式跑在受限制的監獄,或可理解為容器吧。在Docker出現以前,chroot也是Linux上最常見的一種容器。

Linuxulator本身就可以執行Linux二進位檔,為何還要建立Jail呢?Jail並非必要的步驟,但Linuxulator只能執行單一的Linux二進位執行檔,有時還要補動態連結檔;即使FreeBSD的套件庫有收一些Linux移植過來的程式,可數目有限。

相較之下Jail建立的Linux環境附有userspace的Linux套件,環境比較完整,可以無縫使用Linux的套件管理器來安裝軟體。

例如我們可以在FreeBSD建立Ubuntu的Jail,再使用APT安裝軟體。這樣安裝軟體很方便,又不會跟FreeBSD系統的套件衝突。

且由於很多Linux發行版都有提供"bootstrap"一類的工具,所以要安裝Arch Linux、Alpine Linux、Fedora等其他發行版的Linux Jail也不是問題的。

2. 設定Linuxulator
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Linuxulator是FreeBSD內建功能,無需安裝。

  1. 設定開機啟用Linux服務,並載入linux核心模組。設定之後重開機。
sudo sysrc dbus_enable="YES"

sudo sysrc linux_enable="YES"

sudo sysrc kld_list+="linux linux64"
  1. 根據FreeBSD Wiki記載,FreeBSD 14僅相容到Linux核心4.4的ABI。有些Linux程式可能會顯示FATAL: Kernel too old的錯誤。這時Linux核心的版本可以用變數compat.linux.osrelease強制覆寫,但不保證功能正常:
echo "compat.linux.osrelease=6.6.37" | sudo tee -a /boot/loader.conf

此外,在Linux Jail裡面使用uname指令的時候,系統回報的依然是FreeBSD,而非Linux版本。

3. 安裝Ubuntu Jail
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相關文章: debootstrap建立Ubuntu系統的使用方式

  1. 我們需要安裝debootstap,這個工具可以用來建立Ubuntu或Debian的rootfs。
sudo pkg install debootstrap
  1. 在安裝後應會自動建立/compat/ubuntu/目錄,Ubuntu的rootfs要放到這裡。(不要使用/compat/linux,因為它是保留給CentOS相關的linux-base-c7套件使用的)

  2. 用debootstrap,從台灣伺服器下載Ubuntu 22.04系統到那個目錄

sudo debootstrap jammy "/compat/ubuntu/" "http://tw.archive.ubuntu.com/ubuntu"
  1. 將Linux需要的目錄掛載,以下內容請寫入到/etc/fstab
devfs           /compat/ubuntu/dev      devfs           rw,late                      0       0
tmpfs           /compat/ubuntu/dev/shm  tmpfs           rw,late,size=1g,mode=1777    0       0
fdescfs         /compat/ubuntu/dev/fd   fdescfs         rw,late,linrdlnk             0       0
linprocfs       /compat/ubuntu/proc     linprocfs       rw,late                      0       0
linsysfs        /compat/ubuntu/sys      linsysfs        rw,late                      0       0
/tmp            /compat/ubuntu/tmp      nullfs          rw,late                      0       0
  1. 其中掛載home目錄的時候要注意,FreeBSD手冊是直接掛進去以方便共享檔案,但我希望Jail內的home跟FreeBSD的home是隔離的:
/home/user/UbuntuHome           /compat/ubuntu/home     nullfs          rw,late                      0       0

若有FreeBSD目錄想跟Jail裡面的Linux共享,再額外掛載:

/home/user/Downloads           /compat/ubuntu/mnt/host_shared     nullfs          rw,late                      0       0
  1. 重開機,這樣就能用chroot指令進入Uubuntu Jail了:
sudo chroot /compat/ubuntu /bin/bash
  1. 編輯/etc/apt/sources.list
apt update

apt install vim

vim /etc/apt/sources.list
  1. 補上main、restricted、universe的套件庫
deb [trusted=yes]  http://tw.archive.ubuntu.com/ubuntu jammy          main restricted universe
deb [trusted=yes]  http://tw.archive.ubuntu.com/ubuntu jammy-security  main restricted universe
deb [trusted=yes]  http://tw.archive.ubuntu.com/ubuntu jammy-updates   main restricted universe
  1. 更新套件庫後就可用APT安裝套件。
apt update

chroot Linux內執行的X11程式應會直接顯示在FreeBSD的螢幕上,但不會吃到3D加速

如果沒有的話執行xhost指令允許所有X客戶端連線:

xhost local:

至於Fcitx5輸入法得在Linux容器另外安裝。

注意chroot內無法使用systemd相關指令,所以跑服務你都得手動輸入二進位檔的絕對路徑來啟動。

還有,Docker、Flatpak、Snap是無法在chroot內使用的。

參考資料
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