我的docker隨筆13：docker源碼編譯進階篇

本文與前面文章相同，但多了一些分析的步驟。

一、環境搭建

docker的編譯，需要在宿主機預先安裝docker軟件。因爲編譯docker的源碼時，會構建一個docker鏡像並運行，在這個容器裏面進行build操作。由於這個容器已經包含了go語言環境，故宿主機無須額外安裝golang。
宿主機系統：ubuntu 16.04 64bit
宿主機docker版本：

docker -v
Docker version 17.10.0-ce, build f4ffd25

二、下載源碼

docker的github官方網站爲：https://github.com/docker/docker-ce/。
docker以每月發佈一個版本的節奏進行開發。命名規則爲：年份-月份-ce，其中ce表示社區版本。截至本文撰寫時，最新版本爲v18.02.0-ce，但下一版本v18.03.0的rc版本已經釋放出來了，主分支的版本號爲v18.03.0-ce-dev（帶dev表示開發階段），本文編譯得到的版本即爲v18.03.0-ce-dev。
發行版本下載地址：
https://github.com/docker/docker-ce/releases
本文編譯的源碼，無實際路徑無關。
下載源碼：

git clone https://github.com/docker/docker-ce

進入docker-ce目錄：

cd docker-ce

三、編譯過程

本節編譯docker-ce主分支代碼，經過分析後，對其編譯腳本進行了修改、調整，以加速編譯時間。

Makefile分析

這裏先跟蹤頂層Makefile到具體平臺的編譯Makefile文件。
首先是工程目錄docker-ce的Makefile，由於是ubuntu系統，因此編譯的是deb包，相關命令：

.PHONY: deb
deb: ## build deb packages
	$(MAKE) VERSION=$(VERSION) CLI_DIR=$(CLI_DIR) ENGINE_DIR=$(ENGINE_DIR) -C $(PACKAGING_DIR) deb

從命令看到，調用的是components\packaging\deb目錄的Makefile（默認情況下，執行的是Makefile文件）， 該Makefile文件關於deb的編譯命令如下：

deb: ubuntu debian raspbian

而ubuntu平臺又涉及2個發行版本：

ubuntu: ubuntu-xenial ubuntu-trusty

關於ubuntu-xenial，編譯命令：

ubuntu-xenial: ## build ubuntu xenial deb packages
	docker build -t debbuild-$@/$(ARCH) -f $(CURDIR)/$@/Dockerfile.$(ARCH) .
	docker run --rm -i \
		-e DEB_VERSION=$(DEB_VERSION) \
		-e VERSION=$(VERSION) \
		-e DOCKER_GITCOMMIT=$(GITCOMMIT) \
		-v $(CURDIR)/debbuild/$@:/build \
		-v $(ENGINE_DIR):/engine \
		-v $(CLI_DIR):/cli \
		-v $(CURDIR)/systemd:/root/build-deb/systemd \
		debbuild-$@/$(ARCH)
	$(CHOWN) -R $(shell id -u):$(shell id -g) debbuild/$@

大意是先用docker build構建一個鏡像（涉及到Dockerfile，後文再提及），然後運行這個鏡像，運行命令需要設置環境變量（VERSION等），還有掛載目錄（$(ENGINE_DIR):/engine等），執行的命令是docker鏡像默認的命令。構建docker鏡像命令如下：

docker build -t debbuild-$@/$(ARCH) -f $(CURDIR)/$@/Dockerfile.$(ARCH) .

針對ubuntu16.04(代號爲ubuntu-xenial)，其中編譯生成的鏡像名稱爲debbuild-$@/$(ARCH)，展開宏定義，則變成debbuild-ubuntu-xenial/x86_64，而由-f指定Dockerfile，則爲ubuntu-xenial/ Dockerfile.x86_64。
ockerfile.x86_64需要訪問https://golang.org下載go語言安裝包，該網站國內一般無法訪問，因此需要想其它方法。

編譯流程

從Dockerfile.x86_64看出，默認執行腳本爲build-deb，該文件位於Makefile同一目錄，大致內容爲進行4個組件的編譯，再編譯docker源碼，然後拷貝生成的文件到指定目錄。
具體細節本文不展開。

修改編譯流程

在編譯docker源碼過程中，每次都會構建docker鏡像，而在docker裏面，每次都需要從github.com上克隆4個必要的組件源碼（並進行編譯），這個過程在起初時是必要的，但如果在實際開發中只需要修改個別源碼進行編譯的話，跑完整個流程就顯示比較繁瑣了。修改思路有：
預先製作好包含go語言環境的docker（已經製作好singula/docker-dev），基於這個docker鏡像再次製作編譯所需鏡像。
將編譯的組件源碼目錄掛載到主機目錄，這樣不需要每次都從網絡上下載了。

修改工程目錄Makefile，參考原來的deb，新加mydeb編譯：

# build mydeb for ubuntu-xenial(16.04)
.PHONY: mydeb
mydeb: ## build deb packages
	$(MAKE) VERSION=$(VERSION) CLI_DIR=$(CLI_DIR) ENGINE_DIR=$(ENGINE_DIR) -C $(PACKAGING_DIR)/deb -f myMakefile ubuntu-xenial

在components\packaging\deb目錄，參考Makefile，新建myMakefile，關鍵內容：

.PHONY: xenial_docker
xenial_docker: ## build the docker
	docker build -t debbuild-ubuntu-xenial/$(ARCH) -f $(CURDIR)/ubuntu-xenial/myDockerfile.$(ARCH) .

.PHONY: ubuntu-xenial
ubuntu-xenial: ## build ubuntu xenial deb packages
	mkdir -p $(CURDIR)/src/tini $(CURDIR)/src/libnetwork \
		$(CURDIR)/src/runc $(CURDIR)/src/containerd
	docker run --rm -i \
		-e DEB_VERSION=$(DEB_VERSION) \
		-e VERSION=$(VERSION) \
		-e DOCKER_GITCOMMIT=$(GITCOMMIT) \
		-v $(CURDIR)/debbuild/$@:/build \
		-v $(ENGINE_DIR):/engine \
		-v $(CLI_DIR):/cli \
		-v $(CURDIR)/systemd:/root/build-deb/systemd \
		-v $(CURDIR)/src/tini:/go/tini \
		-v $(CURDIR)/src/libnetwork:/go/src/github.com/docker/libnetwork \
		-v $(CURDIR)/src/runc:/go/src/github.com/opencontainers/runc \
		-v $(CURDIR)/src/containerd:/go/src/github.com/containerd \
		debbuild-$@/$(ARCH) /root/build-deb/mybuild-deb
	$(CHOWN) -R $(shell id -u):$(shell id -g) debbuild/$@
	cp $(CURDIR)/debbuild/$@/*.deb $(TOP_DIR)

該文件將構建docker和編譯拆分出來，編譯部分，將編譯所需的組件目錄掛載位於deb同級目錄的src目錄。最後將生成的deb包拷貝到工程目錄。
參考編譯腳本build-deb新建mybuild-deb文件。將TMP_GOPATH="/go" hack/dockerfile/install/install.sh $component修改爲TMP_GOPATH="/go" hack/dockerfile/myinstall/install.sh $component。
在components\engine\hack\dockerfile目錄下，拷貝install爲myinstall，修改其中的文件：
containerd.installer、proxy.installer、runc.installer、tini.installer。修改git clone的處理邏輯。
以tini.installer爲例，原來內容爲：

TINI_COMMIT=949e6facb77383876aeff8a6944dde66b3089574

install_tini() {
	echo "Install tini version $TINI_COMMIT"
	git clone https://github.com/krallin/tini.git "$GOPATH/tini"
	cd "$GOPATH/tini"
	git checkout -q "$TINI_COMMIT"
	cmake .
	make tini-static
	mkdir -p ${PREFIX}
	cp tini-static ${PREFIX}/docker-init
}

修改後爲

TINI_COMMIT=949e6facb77383876aeff8a6944dde66b3089574

install_tini() {
	echo "Install tini version $TINI_COMMIT"
	
	if [ ! -d $GOPATH/tini/.git ]; then
	    echo "will clone tini..."
	    git clone https://github.com/krallin/tini.git "$GOPATH/tini"
	else
	    echo "tini exist..."
	fi
	
	cd "$GOPATH/tini"
	git checkout -q "$TINI_COMMIT"
	cmake .
	make tini-static
	mkdir -p ${PREFIX}
	cp tini-static ${PREFIX}/docker-init
}

即，判斷tini是否被下載，如果是，則不再下載。如否，則下載之。
其它文件同理。

編譯及生成文件

在docker-ce目錄輸入make mydeb即可進行編譯。最後生成的安裝包位於同一目錄下。
如果從未編譯過docker-ce，編譯耗時約在20~30分鐘（大約數，根據網絡和機器性能而定），如果已編譯過docker-ce，修改源碼後，再次編譯，則只需要幾分鐘到十幾分鍾即可。大減少編譯時間。
安裝
將得到的deb包存放到本機或其它ubuntu系統上，執行以下命令進行安裝：

# dpkg -i docker-ce_18.04.0~ce~dev~git20180312.035344.0.37dff31-0~ubuntu_amd64.deb

驗證其版本號：

# docker -v
Docker version 18.04.0-ce-dev, build 2b42807

到此，docker的編譯結束。

備註

本文所用方法，考慮了與官方docker源碼不發生衝突，但在合併時，還是要注意本文提到的修改的文件。至於是否有其它更好的辦法，則待後面發現時再嘗試。