Fuchsia 系统的编译和探索

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最近下载了 Fuchsia 源代码并编译好后跑起来进行了简单的探索，并且跑了几个测试程序，现在把中途遇到的问题和编译运行流程记录一下，如果能帮到其他遇到相同问题的读者就更新值得了。Fuchsia 的源代码托管在Google Open Source，因此下载源代码时需要翻越需要越过 GFW（仅学术研究用途），Fuchsia 的源代码有多个 git 仓库，使用 Jiri 进行管理，因此下载 Fuchsia 的源代码也需要安装 Jiri。

Jiri 可以通过 Fuchsia 的引导脚本自动安装，如果我们想探索一下单独编译安装 Jiri，可以阅读这篇文章：
https://yanzhenjie.blog.csdn.net/article/details/94580675

Google 的官网上只提供了 Linux 和 Mac OS X 系统的编译文档，这也是可想而知的。恰好目前本人在工作和生活中也是使用 Linux 和 Mac OS X 系统，并不是标榜使用 Linux 和 Max OS X 就多好，而是目前对本人而言更加适合。本人也建议读者朋友不要在 Windows 折腾了，使用 Linux 或者 Mac OS X 做编译工作更加方便快捷一点。

Fuchsia 仓库的 WebGit 地址是https://fuchsia.googlesource.com，相应的文档也在这里。前两天 Google 也上线了Fuchsia 开发者网站，这两个网址都需要翻越 GFW 才能阅览哦。

本文内容

下载 Fuchsia 的系统源代码
编译 Fuchsia 的系统源代码
启动 Fuchsia 系统
Fuchsia 系统结构探索
在 Fuchsia 中运行测试程序

很多人根据官方文旦一步步下来，都不能一次性下载编译成功，本人也是遇到了几个问题，在后面的步骤中也会一个个提出并给出解决方案。

下载 Fuchsia 的系统源码

Google 官方英文文档：https://fuchsia.googlesource.com/fuchsia/+/HEAD/docs/getting_started.md

准备源码下载环境和编译环境

Debian 系统准备环境：

sudo apt-get install build-essential curl git python unzip

一般情况下，会全部一次性安装好，如果遇到什么问题，某个包或者软件没有安装好，我们应该根据具体情况想办法把这几个家伙装好，然后进行下一步。

Mac OS X 系统准备环境：

xcode-select --install

根据官网提示，还需要安装最新版本 Xcode。

接下来，无论是 Linux 还是 OS X 都需要安装 Golang 1.6 或者更高版本，同时需要安装 Python2.7，有的同学可能把系统自带的 Python2.7 卸载了，使用了 3.x 的版本代替，这里需要注意，必须是 Python2.7 的版本。

另外需要注意的是，不论是任何系统，都需要把 Git、Python、Go 等配置到系统环境变量中去，这种基础操作这里就不提了，不过有些系统都自带了 Git 和 Python2.7，我们在下载源码之前最好确保全部都安装好了，否则如果下载到一半出现什么幺蛾子能让你气的原地爆炸。

配置 GFW 环境

如果读者的设备不需要翻越 GFW 或者是全局支持翻越 GFW 的环境，那么不需要看这一小节，请直接阅读下一章节。

因为引导脚本也是在fuchsia.googlesource.com上，我假设读者的设备是有翻越 GFW 的能力的，这里在当前命令行配置一下 HTTP 代理，方便下载脚本和其他需要的文件，读者请替换成自己的 IP 和端口：

export http_proxy=socks5://127.0.0.1:1080
export https_proxy=socks5://127.0.0.1:1080

除了 HTTP 的代理外，还需要配置 Git 的代理，配置 Git 的代理方式有多种。

第一种，配置全局代理：

git config --global http.proxy socks5://127.0.0.1:1080
git config --global https.proxy socks5://127.0.0.1:1080

第二种，为某个仓库配置代理：

git config --local http.proxy http://127.0.0.1:1080
git config --local https.proxy https://127.0.0.1:1080

第三种，在命令行中 clone 时指定代理：

git clone -c https.proxy=socks5://127.0.0.1:1080 ...

虽然本人的设备支持全局翻越 GFW，对于 Git 的代理，我使用了第二种方式，这样不妨碍我做其他工作。

使用引导脚本下载源码

上述操作完了之后就可以使用 Google 的引导脚本下载源码了，假如你想把源码下载到~/Workspace/fuchsia目录下，那么使用命令行进入到~/Workspace目录下，然后执行下面的引导脚本：

curl -s "https://fuchsia.googlesource.com/fuchsia/+/master/scripts/bootstrap?format=TEXT" | base64 --decode | bash

如果你想指定源码目录，例如~/Workspace/FuchsiaSystem，那么在最后加-s "~/Workspace/FuchsiaSystem"即可，否则该引导脚本将把源码下载到当前目录的子目录fuchsia下：

curl -s "https://fuchsia.googlesource.com/fuchsia/+/master/scripts/bootstrap?format=TEXT" | base64 --decode | bash -s "~/Workspance/FuchsiaSystem"

这个过程根据网速的不同，可能持续数十分钟到数十个小时，本人下载了两个小时不到。

编译 Fuchsia 的系统源代码

注意，下面提到的配置环境变量，不是在命令行中执行一下，而是配置用户或者系统的环境变量文件中去，例如~/.bashrc、~/.bash_profile、/etc/profile或者/etc/bashrc等，修改完对应的文件后，记得执行source ...使对应操作生效。

配置编译环境

首先还是配置源码需要的一些环境，不要问我为什么，我们先来配置一个 Fuchsia 系统源码的所在目录的变量：

export FUCHSIA_DIR=~/Workspace/Fuchsia/fuchsia

你的路径可能跟我的不一样，因为我是在~/Workspace/Fuchsia目录下执行上一节的引导脚本的，因此我的源码在这里。这个变量名称为什么叫FUCHSIA_DIR呢？因为我看了很多官方文档，里面就是这么叫的，另外 Fuchsia 作为一个系统，后期肯定会推出专门 FuchsiaSDK，我猜后期可能会产生一个FUCHSIA_HOME的变量指向 FuchsiaSDK 的目录。目前系统源码下载好之后也有一个sdk的目录，这里面是目前开发阶段的 SDK。

现在，我们先进入到 Fuchsia 的源码目录中：

cd $FUCHSIA_DIR

Fuchsia 使用 Jiri 来管理 Fuchsia 的多个 Git 仓库，因此首先配置 Jiri 到系统 Path 中去：

export PATH=$PATH:$FUCHSIA_DIR/.jiri_root/bin

为了方便，我们把 Fuchsia 的编译命令·fx也加入到系统 Path 中去，fx在$FUCHSIA_DIR/scripts目录下，但是该目录包含了很多脚本，有可能和系统的其他命令冲突，所以我们不能把这个目录直接加入到 Path 中，因此为了方便管理，我们把fx也连接到Jiri的bin目录下，目前经过我的实践，我觉得这个方案很棒：

ln -s scripts/fx .jiri_root/bin

此时，我们便可以在命令行执行fx来试试是否配置成功，如果不成功自己再看看是哪一步操作出了问题。

fx 编译时的选项介绍

接下来，我会先做一些介绍，但是读者不要急着执行命令，要把本小节看完后再执行，否则可能会浪费一点时间。

按照官网的教程，现在就可以进行编译了：

fx set core.x64 --with //bundles:kitchen_sink
fx build

但是，你千万不要着急，我敢说没用过fx的同学肯定不知道这命令中的各参数都是啥意思，而且也不知道输出文件跑哪里去了，一脸懵逼的我肯定不会直接去编译浪费时间，那么接下来，我来介绍一下。

上述第一个命令的结构是这样的：

fx set [product].[board] --width //bundles:[name]

该命令用来选择要编译的产品类型、对应的芯片架构和额外捆绑物，下面会依次介绍它们。

product指产品配置，官方文档中提到了bringup、workstation和core，而我们可以通过fx list-products来查看所有的产品配置列表：

$ fx list-products
*
bringup
core
router
speaker
terminal
workstation

介绍最基本的三个：

bringup，最小的系统功能集，没有网络支持等，我猜可能仅是个能运行起来的内核和驱动程序等
core，安装了基本程序的最小功能集，例如网络能力等，比 bringup 高级一点
workstation，通用开发环境的基础，包含了例如 UI、媒体和我们想折腾的一些东西

board指芯片架构类型，官方文档中提到了x64和armx64，而我们可以通过fx list-boards来查看所有的类型：

$ fx list-boards
*
arm64
chromebook-x64
cleo
hikey960
kirin970
msm8x53-som
mt8167s_ref
qemu-arm64
qemu-x64
toulouse
vim2
x64

这些选项和 Fuchsia 所运行的设备的芯片架构有关，这里不做太多介绍。

--width //bundles:[name]中的name表示额外的捆绑，比如测试程序等，官方文档中提到了三个选择，分别是tools、tests和kitchen_sink：

它们的含义分别是：

tools，包含了大量的开发人员工具，相当于基础，例如 shell 组件，ls、vim、cat、curl 等
tests，包含所有的测试程序，亲测这个选项编译完成后占用空间较大
kitchen_sink，包含所有其他构建目标，编译完成后占用空间超级大

另外，要介绍编译的产物会输出在$FUCHSIA_DIR/out/default下，这个目录是可以设置的。我们试想一下，上面介绍到，product有core和workstation，如果默认都输出在default下的话，那么如果我们想切换一下产品类型，就得完全重新编译一次源码（实测发现，每次编译根据选项的不同需要花费 1-3 个小时），这就太浪费时间啦。

此时，fx --dir [path]就出场了，例如我们想把workstation类型的编译产物输出到$FUCHSIA_DIR/out/workstation下，那么我们可以这样设置：

fx --dir out/workstation set workstation.x64

再例如，我们想把core类型的编译产物输入到$FUCHSIA_DIR/out/core下，那么我们可以这样设置：

fx --dir out/core set core.64

然后再运行fx build就可以编译 Fuchsia 系统啦，但是读者朋友还是不要着急，我把完整的配置亮出来：

fx --dir out/workstation set workstation.x64 --with //bundles:tests

虽然上面介绍了每一段的含义，这里还是简单说一下，首先指定了编译产物输出目录为$FUCHSIA_DIR/out/workstation，然后设置产品类型为workstation，然后带上所有的测试程序，以便与后期的探索学习。

编译 Zircon 内核源码

在上面为什么迟迟不让读者进行编译呢，因为可能会遇到一些小问题，这里我推荐直接直接编译，出现问题了再回来这个章节按照教程尝试，如果读者选择直接编译，请看下一节，不要自己直接编译。

Fuchsia 基于 Zircon 内核，如果直接编译 Fuchsia 的话，是会先编译 Zircon 内核的，中途不知道会出现什么幺蛾子，由于层层嵌套可能会很难发现问题，我这里推荐大家先编译 Zircon。

官网文档：https://fuchsia.googlesource.com/fuchsia/+/HEAD/zircon/docs/getting_started.md

如果读者使用 Debian，先确保安装了一下依赖：

sudo apt-get install texinfo libglib2.0-dev autoconf libtool bison libsdl-dev build-essential

如果使用的 Mac OS X 的话，先要安装 TunTap：

TunTap 主页：http://tuntaposx.sourceforge.net/
TunTap 下载链接：http://downloads.sourceforge.net/tuntaposx/tuntap_20150118.tar.gz
不要问我为什么，Fuchsia 官网也没写，我在编译的时候发现的，先编译跑起来再说

在 OS X 上接着安装其他编译时的依赖项：

使用 Homebrew

brew install wget pkg-config glib autoconf automake libtool

使用 MacPorts

port install autoconf automake libtool libpixman pkgconfig glib2

我在 Linux 上和 OS X 上都是使用 Homebrew 的，虽然 Homebrew 一直是最新版本，但是上面这条命令一直安装失败：

glib: undefined method `uses_from_macos' for Formulary::FormulaNamespace1b33d7b036781a8c4dc38a980a07e0d5::Glib:Class

看起来是glib安装不上，担心是由于依赖问题，于是我一个个拆开安装尝试是哪个包出了问题，最后发现所有包都装上了，只是lib包一直装不上，于是我在 Homebrew 官网找到了资料：
https://brewinstall.org/Install-glib-on-Mac-with-Brew/

没有说是什么原因，但是对我来说好使：

ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)" < /dev/null 2> /dev/null

上面安装 Homebrew 的脚本跑完后，再次安装glib就成功了：

brew install glib

接下来，编译 Ziecon，有两种方式。

第一种是使用 fx 命令编译：

fx build-zircon

这个方式是使用 fx 命令直接一次全部编译完成，想必是 fx 做了些事情的。

第二种方式，使用 gn 和 ninja 编译：

cd zircon
gn gen build-zirzon --args='variants = [ "clang" ]'

然后接下来的三选一，建议选第三个，出错选择第一个：

# arm64 and x64
ninja -C build-zircon# arm64
ninja -C build-zircon arm64# x64
ninja -C build-zircon x64

无论哪种方式，编译完成后还是回到 Fuchsia 的源码目录：

cd ..

编译 Fuchsia 源码

到这里在编译过程中的几个坑基本填平，如果读者遇到什么问题，可以给我留言。接着编译 Fuchsia：

fx build

这一步如果遇到问题，请看上一小节。接下来，下楼去买杯咖啡，等个一两个小时，编译完成就 OK 了。

运行和探索 Fuchsia

激动人心的时刻来了，Fuchsia 编译完成了，接下来启动它：

fx run

接下来，会在终端输出很多信息和警告，只要能启动，几乎可以无视所有的信息，大概需要 30S 左右，直到终端出现$说明 Fuchsia 启动了。

如果遇到下面的信息：

[INFO:dart_isolate.cc(503)] New isolate is in the running state.
[INFO:engine.cc(382)] Main isolate for engine 'userpicker_base_shell.cmx' w
[INFO:vulkan_application.cc(105)] Destroying Vulkan instance

也表示系统系统启动成功了，只是没有把$显示出来而已，只需要敲一下回车键就可以了，是不是有点失落？怎么看不到 UI 呀，不要灰心，UI 是有的，只是没有实体机所以 UI 很简单，我们等下看。

如果你用 SSH 登录过 Linux，那么现在看到的就足够了，因此我们选择的是workstation，所以基本的shell命令是包含的，此时可以查看一下 Fuchsia 的文件系统结构：

$ ls
bin
blob
boot
data
dev
hub
install
pkgfs
svc
system
tmp
volume

读者可以随意进出各个目录看一下文件系统结构，如果想退出系统可以用以下命令关机退出 Fuchsia 回到本机的终端：

dm shutdown

如果读者朋友想体验一下 UI，那么可以从 QEMU 启动 Fuchsia：

fx run -g

和上面一样的，会出来一个黑窗体，然后有几个 tab 可以看看，太简单了就没啥意思，我们还是从命令行探索。

探索 Fuchsia

Fuchsia 是一个系统，接下来我们在 Fuchsia 上运行一些简单的程序。

系统启动后默认不包含一些测试的应用程序的，所以我们需要上传一些程序到 Fuchsia 中去，Google 的官方文档中告诉我们，需要设置本地 DHCP 服务器和 NAT 为 Fuchsia 配置 IPv4 接口和路由，因此我们启动 Fuchsia 时用一个配置 DHCP 的脚本启动。

首先，退出刚才启动的系统：

dm shutdown

退出时比启动快多了，只需要几秒钟，接着使用一个配置 DHCP 的脚本启动 Fuchsia：

fx run -N -u scripts/start-dhcp-server.sh

同样的，等待 30S 左右，系统就启动成功了，然而此时的系统还是一个光杆司令，我们还得为它启动一个更新服务器，用来上传一些应用程序和文件。此时，留着启动 Fuchsia 系统的终端不动，在$FUCHSIA_DIR目录重新打开一个终端，然后为 Fuchsia 启动更新服务器：

fx server -v

大概需要几秒中，更新服务器就启动并等待启动动作了，

根据官方文档，此时我们可以运行一些内置的测试包来体验一下 Fuchsia 了，但是实际上我没有直接运行成功，而是需要先让 Fuchsia 建立一下连接，Fuchsia 才能运行这些程序，我们再开一个终端，用shell登录到 Fuchsia 中，此时会通过服务器和 Fuchsia 建立连接，要说明的是，这种方式是用来登录实体设备的，这里我们只是临时用一下：

fx shell

执行完这个命令后，大概五六秒的样子，我们就可以在第三个终端中登录到第一个终端所在的 Fuchsia 了，此时第三个终端退出 Fuchsia 的命令是：

exit

此时，在第一个终端（如果第三个终端没有退出 shell，也可以）来执行一个示例程序cowsay，这个程序可以让一头牛讲话：

cowsay Hi!

执行完后我们可以看到：

 ______
| Hi!  |------\  ^__^\ (oo)\_____(__)\     )\/\||----w |||     ||

还有另一个掷骰子的应用rolldice：

rolldice

执行完后可以看到：

+---+
|   |
| * |
|   |
+---+

接下来我们可以执行一些测试程序，还记得我们在最开始编译系统时使用的--with //bundles:test，我们现在就可以看看有哪些测试程序：

fx list-packages

包比较多，读者可以粗略的看看一下，这里我们选择hello_world_cpp_tests，现在我们在第三个终端上进入到$FUCHSIA_DIR目录（如果没有退出 shell 的话，exit退出），编译该程序并上传到 Fuchsia 上：

fx build-push hello_world_cpp_tests

现在我们在第一个终端，也就是 Fuchsia 上执行：

run hello_world_cpp_tests

执行完成后可以看到测试结果：

[==========] Running 1 test from 1 test suite.
[----------] Global test environment set-up.
[----------] 1 test from HelloWorldTest
[ RUN      ] HelloWorldTest.True
[       OK ] HelloWorldTest.True (1 ms)
[----------] 1 test from HelloWorldTest (6 ms total)[----------] Global test environment tear-down
[==========] 1 test from 1 test suite ran. (43 ms total)
[  PASSED  ] 1 test.

表示测试通过。如果你是使用实体设备的，就在第三个终端，执行：

fx -i run-test hello_world_cpp_tests

也可以看到上述执行结果。

再演示一个拷贝本机文件到 Fuchsia 的能力，现在我们使用第三个终端在$FUCHSIA_DIR目录下新建一个hello.md的文件：

touch hello.md

然后向该文件写入一些数据：

vim hello.md

此时会使用 vim打开 hello.md 文件，在键盘上摁一下i，就可以输入内容了，输入内容结束后，摁下esc键，然后此时输入:wq就可以保存该文件并退回到终端了。

此时，我们把这个文件推到 Fuchsia 的tmp目录下：

fx cp hello.md /tmp/hello.md

为了证明实际推上去了，此时在 Fuchsia 中尝试打开该文件：

vim /tmp/hello.md

你会发现文件确实被上传上来了。

我们在这里也尝试了 Fuchsia 的vim，你也可以尝试一下其他命令，比如curl：

$ curl -v http://blog.csdn.net
> GET / HTTP/1.1
> Host: blog.csdn.net
> User-Agent: curl/7.54.0-DEV
> Accept: */*
>
< HTTP/1.1 301 Moved Permanently
< Server: openresty
< Date: Sat, 06 Jul 2019 03:22:06 GMT
< Content-Type: text/html
< Content-Length: 182
< Connection: keep-alive
< Keep-Alive: timeout=20
< Location: https://blog.csdn.net/
<
<html>
<head><title>301 Moved Permanently</title></head>
<body bgcolor="white">
<center><h1>301 Moved Permanently</h1></center>
<hr><center>openresty</center>
</body>
</html>

因为 CSDN 使用的是 https，所以这里要求客户端重定向到 https 的地址。

简单的探索到这里结束，关于fx命令的更多介绍请看 Fuchsia 的官方文档：
https://fuchsia.googlesource.com/fuchsia/+/master/docs/development/workflows/fx.md

本文到此结束，这篇文章写的很浅，完全是体验类型的，为了照顾大多数人，几乎是小白都能按照我的教程实际体验 Fuchsia 的，实际上还有很多可以玩的东西，后期再慢慢写，告辞！

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