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安裝Alpine Linux為桌面系統教學 (XFCE桌面 + Fcitx5中文輸入法)

· 民國115年丙午年
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分類 Linux系統 Linux系統安裝教學
標籤 Alpine Linux OpenRC XFCE
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本篇文章將驗證「最小」的Linux發行版之一是否能作為日常桌面系統使用，包括設定中文輸入法的方法。

1. 簡介Alpine Linux
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Alpine Linux是一個社群驅動，獨立開發的Linux發行版。預設系統體積很小，跟Tiny Core Linux有得比。Alpine Linux主打給嵌入式裝置使用，例如路由器、防火牆、伺服器。系統跑起來最低只要128MB RAM，系統小到甚至可以在RAM執行，不用安裝到磁碟。目前支援x86、ARM、LoongArch、PPC64、RISC-V、S390等架構。提供32位元x86映像檔，適合老電腦使用。

誰說Linux一定要用GNU coreutils呢？不是GNU/Linux的Linux發行版，這不就來了嗎。為了追求精簡與最小化系統，Alpine Linux不使用臃腫的GNU libc (glibc) ，而是較為安全乾淨的musl libc。也因此系統工具並非常見的GNU coreutils，那太bloated啦，Alpine Linux是直接用更精簡的BusyBox替代。Busybox是位於/usr/bin/busybox的單一執行檔，用這個程式加上符號連結，就可以實現許多常用的ls、cp、mv、rm、vi指令。

由於追求最小化，Alpine Linux預設的shell是ash，使用doas而非sudo來提升使用者權限。init是OpenRC，不使用Systemd。因為系統十分精簡，預設服務很少，開機非常的快。Alpine Linux套件管理員為APK (Alpine Package Keeper)，本身設計十分簡潔，回應非常迅速，安裝軟體輸入套件名稱後直接安裝，完全不廢話。

因為小體積、啟動快速的特性，Alpine Linux被應用在iOS的iSH Shell裡面當作基本系統，甚至還有讓舊款手機變身成Linux手機的衍生發行版postmarketOS。在容器應用方面，Alpine Linux作為Docker基礎映像只有3MB大小，遠比Debian小得多，因此不少開發者會選擇Alpine Linux作為基底部署應用。

那麼，將Alpine Linux當作桌面系統使用可行嗎？是可以。不過硬體需求就會大大增加了。Alpine Linux在headless模式執行之下128MB RAM都能跑，若要跑圖形界面至少也要512MB RAM吧。如果你還要用Firefox瀏覽器等主流程式的話，則是建議要有2GB以上RAM了。

大部分的GNU/Linux程式都是依賴glibc的C函式庫進行開發的，具體來說程式執行的時候會去找系統的libc.so連結檔，否則根本不能開啟。可是Alpine Linux使用比較少見的musl libc作為C函式庫，導致多語種顯示可能會出問題，執行部份依賴glibc程式會出現錯誤，頂多只有glibc相容層能用。或者得用Flatpak補充軟體，因為容器有打包自己的glibc依賴項，不會因Alpine Linux宿主機缺乏glibc而不能用。

最致命的是，如果你使用Nvidia顯示卡基本上就GG了，因為Alpine Linux使用musl libc，不能使用針對glibc編譯的閉源Nvidia驅動，只能使用效能差的開源驅動Nouveau。因此要使用Alpine Linux當桌面系統的話，顯示卡最好是使用Linux核心的開源驅動支援的Intel或AMD顯示卡。

Alpine Linux套件之間為保持簡潔，依賴性比較低。譬如安裝XFCE桌面的時候，apk只會拉最基本的桌面套件下來，其他小元件不會自動安裝，不會塞給你一大包依賴項目。所以安裝某些東西會分成很多個指令，需要自行安裝個別套件補全，無法提供開箱即用的體驗。你需要多查閱Alpine Linux Wiki瞭解特定服務的安裝方式。

我個人覺得Alpine Linux的取向比較類似OpenBSD，都是主打精簡最小化系統並追求安全性，能夠部署在各種資源受限的環境使用。但因為Alpine Linux使用Linux Kernel，所以硬體相容性比OpenBSD好很多。若跟Void Linux和Arch Linux比較，在KISS原則之外，Alpine Linux又更加強調系統最小化。

儘管如此，Alpine Linux同樣可以安裝成一個含有中文圖形環境的桌面作業系統。Alpine Linux開發者提供了一系列便捷指令稿方便我們安裝系統。

2. 測試環境
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  • 主機板：ASUS K31CD-K
  • CPU：Intel i5-7400
  • GPU：Intel UHD 630
  • GPU：Nvidia GTX1050Ti

3. 下載Alpine Linux的ISO
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Alpine Linux是固定更新的發行版，分為Stable與Edge兩個更新頻道。Stable每6個月釋出一個版本，使用linux-lts核心，通常帶有版本號碼。若要使用滾動更新幫忙測試系統就下載Edge版。

  1. 到Alpine Linux官網下載x86_64架構的ISO，選擇Standard版本。Alpine Linux預設是沒有圖形界面的，只有安裝指令稿。

  2. 下載映像檔之後，檢查檔案完整性防止檔案毀損。

  3. 使用Ventoy製作開機隨身碟。

  4. 將隨身碟插入電腦。電腦重開機，連按Delete鍵，進入UEFI。

  5. 將Secure Boot關閉，選取Disabled。

  6. 接著將開機順序調整為「USB隨身碟」優先開機。

4. 安裝Alpine Linux基本系統
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  1. 開機只會有tty畫面，輸入root登入系統。

  2. 輸入setup-alpine執行安裝系統指令稿，此安裝系統指令稿不會安裝任何圖形界面，僅安裝可開機的最小系統。建議安裝系統的時候使用以太有線網路。

  3. 接著會問一系列問題，參考選項：

# 鍵盤配置
Select keyboard layout: [us]
Select variant: [us]

# 主機名稱
Enter system hostname: [alpine]

# 啟用網路界面，通常是以太網路
Which one do you want to initialize? [eth0]

# 使用DHCP
Ip  address for eth0? [dhcp]
Do you want to do any manual netowrk configuration? [n]

# 設定Root密碼
New password:

# 設定時區為臺灣臺北
Which timezone are you in? [Asia/Taipei]

#是否設定代理伺服器
HTTP/FTP proxy URL? [none]

# 啟用community套件庫
Enter mirror number: [c]

# 讓Alpine自動抓取速度最快的套件庫站點
Enter mirror number: [f]

# 新增一般使用者帳號"user"和設定密碼
Setup a user? [user]
New password for user:

# 跳過新增SSH金鑰
Enter ssh key or URL for ivon: [none]

# 安裝OpenSSH伺服器並在開機後讓OpenRC自動啟動
Which ssh server? [openssh]

# 輸入硬碟代號
Which disk would you like to use? [sda]

# 選取sys將系統安裝至硬碟，會自動設定SWAP file與安裝GRUB
How would you like to use it? [sys]
WARNING: Erase the above disk(s) and continue? [y]

  1. 安裝完成之後輸入poweroff關機，退出ISO。

  2. 安裝後開機進入系統，登入root帳號。

  3. 你可以用ip addr指令確認電腦的區域IP位址。Alpine Linux不使用NetworkManager，而是透過在/etc/network/interfaces定義連線規則來連上網路。

  4. 更新APK套件庫。

apk update

apk upgrade
  1. 安裝vim作為文字編輯器
apk add vim
  1. Alpine Linux預設使用doas來提升使用者權限，當然你也可以自行安裝sudo。要讓一般使用者執行doas指令的話，編輯這個設定檔：
vim /etc/doas.conf
  1. 設定如下，允許所有wheel群組的使用者執行doas指令（在執行setup-alpine指令稿的時候應該就幫你加好了），並且自動記住密碼5分鐘
permit persist :wheel
  1. 切換到一般使用者
su user

5. 安裝顯示卡驅動
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因為Alpine Linux使用musl libc，Nvidia顯示卡的閉源驅動不用想了，根本裝不了，只有開源的Nouveau驅動能用，含在mesa-dri-gallium裡面。

Intel顯示卡，包括內顯，手動安裝以下套件，以支援OpenGL、Vulkan、VA-API。

doas apk add mesa-dri-gallium mesa-va-gallium mesa-vulkan-intel intel-media-driver linux-firmware-i915

6. 安裝桌面環境
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Alpine Linux開發者製作了一系列指令稿方便我們設定圖形環境，包括GNOME、KDE Plasma、XFCE桌面等。要讓系統比較精簡一點就裝XFCE桌面。

  1. 用Alpine Linux內建的指令稿安裝X伺服器，Wayland的話你要手動安裝
doas setup-xorg-base
  1. 執行以下指令，輸入xfce，安裝XFCE桌面與LightDM顯示管理器
doas setup-desktop

  1. 因為Alpine Linux把套件拆得很細，單單安裝xfce4這個套件並不會將所有XFCE桌面組件都拉下來，你可能需要手動搜尋apk search xfce再自行補完需要的套件。

  2. 安裝音訊伺服器PipeWire，相容PulseAudio。還有XFCE的PulseAudio音量控制面板。

doas apk add pipewire pipewire-pulse pipewire-alsa pipewire-jack wireplumber

doas apk add xfce4-pulseaudio-plugin
  1. 使用rc-update指令，將桌面環境所需的服務加入開機自動啟動。setup-desktop指令稿可能已經幫你自動設定好了不過最好還是手動檢查一下。PipeWire會在登入XFCE之後自動啟動所以不用設定。
doas rc-update add dbus

doas rc-update add udev

doas rc-update add lightdm
  1. 生成常用的使用者目錄
doas apk add xdg-user-dirs

LANG=zh_TW.UTF-8 xdg-user-dirs-update

  1. 輸入doas reboot重開機，應該就會出現登入界面。

  2. 若登入XFCE之後沒有音量控制面板，在工作列按下右鍵 → 面板，手動新增PulseAudio面板。

7. 設定中文化與Fcitx5中文輸入法
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  1. 安裝Noto中文字體與musl locales
doas apk add font-noto-cjk musl-locales
  1. 用vim編輯/etc/environment，新增以下環境變數，設定系統語言為中文
LANG=zh_TW.UTF-8
LC_CTYPE="zh_TW.UTF-8"
LC_NUMERIC="zh_TW.UTF-8"
LC_TIME="zh_TW.UTF-8"
LC_COLLATE="zh_TW.UTF-8"
LC_MONETARY="zh_TW.UTF-8"
LC_MESSAGES="zh_TW.UTF-8"
LC_PAPER="zh_TW.UTF-8"
LC_NAME="zh_TW.UTF-8"
LC_ADDRESS="zh_TW.UTF-8"
LC_TELEPHONE="zh_TW.UTF-8"
LC_MEASUREMENT="zh_TW.UTF-8"
LC_IDENTIFICATION="zh_TW.UTF-8"
LC_ALL=

  1. Alpine Linux很多軟體的多語言翻譯檔是另外打包的，通常會以-lang結尾，例如gimp-lang，需要手動安裝。不裝的話就只會有英文界面。

  2. 安裝Fcitx5與注音輸入法

doas apk add fcitx5 fcitx5-configtool fcitx5-chinese-addon fcitx5-chewing fcitx5-gtk fcitx5-qt
  1. 編輯/etc/environment，新增以下環境變數，啟用Fcitx5輸入法
GTK_IM_MODULE=fcitx
QT_IM_MODULE=fcitx
XMODIFIERS=@im=fcitx
SDL_IM_MODULE=fcitx
GLFW_IM_MODULE=ibus
  1. 使用XDG Autostart讓Fcitx5在登入桌面後自動啟動
mkdir -p ~/.config/autostart/

cp /usr/share/applications/org.fcitx.Fcitx5.desktop ~/.config/autostart/
  1. 重開機，點選系統匣的鍵盤圖示啟用注音鍵盤。

8. 用APK安裝軟體的方式
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Alpine Linux使用APK (Alpine Linux) 作為套件管理器。套件庫網址定義在/etc/apk/repositories

更新套件庫快取

doas apk update

升級套件

doas apk upgrade

搜尋套件

doas apk search firefox

安裝套件

doas apk add firefox

安裝套件但不使用本機快取，強制重新整理，下載最新版

doas apk add --no-cache firefox

移除套件

doas apk del firefox

如果遇到強制依賴glibc的軟體，通常是閉源軟體，嘗試使用glibc相容層。

或者用Flatpak補充軟體，因為容器有打包自己的glibc依賴項，不會因Alpine Linux宿主機缺乏glibc而不能用。

doas apk add flatpak

9. 用OpenRC管理系統服務
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Alpine Linux使用OpenRC管理系統服務。開機後透過讀取/etc/inittab，設定runlevel，決定啟動哪些服務。

對OpenRC來說，所有服務都是一個類似Sysvinit的指令稿，放在/etc/init.d/。理論上你可以之間執行裡面的指令稿來啟動服務，例如/etc/init.d/sshd start，不過用OpenRC提供的指令管理更好。

列出所有服務

doas rc-update show

將服務加入到開機自動啟動，便是將該服務加入到default的runlevel，在/etc/runlevels/default/建立符號連結。

doas rc-update add sshd

刪除開機自動啟動，便是將/etc/runlevels/default/的服務移除。

doas rc-update del sshd

可以手動啟動與停止服務

doas rc-service sshd stop

doas rc-service sshd start

doas rc-service sshd status

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