Buildroot - Част 1 - Общ преглед, Минимално изграждане на системата, Настройка на менюто

въведение

В тази поредица от статии искам да прегледам системата за изграждане на дистрибуцията buildroot и да споделя моя опит в нейното персонализиране. Ще има практически опит в създаването на малка ОС с графичен интерфейс и минимална функционалност.

Първо, не бъркайте системата за изграждане с дистрибуцията. Buildroot може да изгради система от набор от пакети, които са му предложени. Buildroot е изграден на makefiles и следователно има много опции за персонализиране. Да замените пакета с друга версия, да добавите свой собствен пакет, да промените правилата за изграждане на пакета, да персонализирате файловата система след инсталиране на всички пакети? Всичко това може да изгради root.

В Русия се използва buildroot, но според мен има малко информация на руски език за начинаещи.

Целта на работата е да се изгради комплект за разпространение с изтегляне на живо, icewm интерфейс и браузър. Целевата платформа е virtualbox.

Защо да създадете своя собствена дистрибуция? Често имате нужда от ограничена функционалност с ограничени ресурси. По-често при автоматизацията трябва да създадете фърмуер. Адаптирането на дистрибуция с общо предназначение чрез изчистване на излишните пакети и превръщането й във фърмуер е по-отнемащ време начин от съставянето на нова дистрибуция. Използването на Gentoo също има своите ограничения.

Системата Buildroot е много мощна, но няма да направи нищо за вас. Той може само да активира и автоматизира процеса на сглобяване.

Алтернативни системи за изграждане (yocto, отворена система за изграждане и т.н.) не се разглеждат или сравняват.

Къде да вземем и как да започнем

Уебсайт на проекта - buildroot.org. Тук можете да изтеглите най-новата версия и да прочетете ръководството. Там можете също да се свържете с общността, има инструмент за проследяване на грешки, списъци с имейли и irc-канал.

Buildroot работи с defconfigs за целевата компилационна платка. Defconfig е конфигурационен файл, който съдържа само опции, които нямат стойност по подразбиране. Именно той определя какво и как ще се събира. В този случай можете отделно да конфигурирате конфигурациите на busybox, linux-kernel, uglibc, u-boot и barebox bootloader, но всички те ще бъдат свързани с целевата платка.
След разопаковане на изтегления архив или клониране от git, получаваме buildroot, готов за работа. Можете да прочетете повече за структурата на директорията в ръководството, ще ви разкажа за най-важните:

съвет — директория с файлове, специфични за всяка платка. Това могат да бъдат скриптове за изображения на системата (iso, sdcart, cpio и други), директория за наслагване, конфигурация на ядрото и др.
довереник - действителната defconfig на платката. Defconfig е непълна конфигурация на платката. Той съхранява само параметри, различни от настройките по подразбиране.
dl - директория с изтеглени изходни кодове / файлове за сглобяване
изход/цел - сглобената файлова система на получената ОС. В бъдеще от него се създават изображения за изтегляне / инсталиране
изход/хост - хост помощни програми за сглобяване
изход/изграждане - сглобени пакети

Конфигурирането на сглобяването се извършва чрез KConfig. Същата система се използва за изграждане на ядрото на Linux. Списък на най-често използваните команди (изпълняват се в директорията buildroot):

• make menuconfig - извикване на конфигурацията за изграждане. Можете също да използвате GUI (направете nconfig, направете xconfig, направете gconfig)
• make linux-menuconfig - извикване на конфигурация на ядрото.
• make clean - чисти резултати от компилация (всичко, което се съхранява в изхода)
• make - изграждане на системата. Това не възстановява вече изградени процеси.
• make defconfig_name - превключете конфигурацията към конкретен defconfig
• make list-defconfigs - показва списък с defconfigs
• make source - изтегляне само на инсталационните файлове, без асемблиране.
• направи помощ - показва списък с възможни команди

Важни бележки и полезни съвети

Buildroot не възстановява вече изградени пакети! Следователно може да възникне ситуация, когато е необходимо пълно повторно сглобяване.

Можете да възстановите единичен пакет с командата make packagename-rebuild. Например, можете да възстановите ядрото на Linux:

make linux-rebuild

Buildroot съхранява състоянието на всеки пакет, като създава .stamp файлове в директорията output/build/$packagename:

Следователно е възможно да се изградят отново root-fs и изображения без повторно изграждане на пакети:

rm output/build/host-gcc-final-*/.stamp_host_installed;rm -rf output/target;find output/ -name ".stamp_target_installed" |xargs rm -rf ; make

Полезни променливи

buildroot има набор от променливи за лесна конфигурация

• $TOPDIR - основната директория за изграждане
• $BASEDIR - ИЗХОДНА директория
• $HOST_DIR, $STAGING_DIR, $TARGET_DIR - директории за изграждане на хост fs, етапни fs, целеви fs.
• $BUILD_DIR - директория с разопаковани и компилирани пакети

Визуализация

buildroot има способността да визуализира.Можете да изградите диаграма на зависимостта, времева графика за изграждане, графика на размера на пакета в крайната система. Резултати като pdf файлове (можете да избирате от svn,png) в директорията output/graph.

Примери за команди за изобразяване:

• make graph-depends изграждане на дърво на зависимостите
• make <pkg>-graph-depends изградете дървото на зависимостите на конкретен пакет
• BR2_GRAPH_OUT=png make graph-build начертайте времева графика за изграждане с PNG изход
• make graph-size начертайте размера на пакета

Полезни скриптове

Директорията buildroot има поддиректория UTILS с полезни скриптове. Например, има скрипт, който проверява коректността на описанията на пакетите. Това може да бъде полезно при добавяне на персонализирани пакети (ще го направя по-късно). Файлът utils/readme.txt има описание на тези скриптове.

Нека изградим разпределение на акции

Важно е да запомните, че всички операции се извършват от името на обикновен потребител, а не от root.
Всички команди се изпълняват в buildroot. Дистрибуцията buildroot вече има набор от конфигурации за много общи платки и виртуализация.

Вижте списъка с конфигурации:

Превключете към конфигурацията на qemu_x86_64_defconfig

make qemu_x86_64_defconfig

И започнете изграждането

make

Изграждането завършва успешно, вижте резултатите:

Buildroot събра изображения, които можете да стартирате в Qemu и да видите дали работят.

qemu-system-x86_64 -kernel output/images/bzImage -hda    output/images/rootfs.ext2 -append "root=/dev/sda rw" -s -S

Резултатът е система, работеща в qemu:

Създайте своя собствена конфигурация на дъска

Добавяне на бордови файлове

Вижте списъка с конфигурации:

В списъка виждаме pc_x86_64_efi_defconfig. Ще създадем нашата дъска, като я копираме от конфигурацията:

cp configs/pc_x86_64_bios_defconfig configs/my_x86_board_defconfig

Незабавно създайте директория на борда, за да съхранявате нашите скриптове, rootfs-overlay и други необходими файлове:

mkdir board/my_x86_board

Превключете към този defconfig:

make my_x86_board_defconfig

Така че сега конфигурацията на компилацията (съхранена в .config в основата на директорията на buildroot) съответства на целевата машина x86-64 legacy(bios) чрез зареждане.

Копирайте конфигурацията на linux-kernel (полезно по-късно):

cp board/pc/linux.config board/my_x86_board/

Конфигуриране на опции за компилация чрез KConfig

Да започнем настройката:

make menuconfig 

Ще се отвори прозорецът на KConfig. Възможно е да се конфигурира с графичен интерфейс (make nconfig, make xconfig, make gconfig):

Влизаме в първия раздел Target Options. Тук можете да изберете целевата архитектура, за която ще се извърши сглобяването.

Опции за изграждане - тук има различни опции за изграждане. Можете да посочите директории с изходни кодове, броя на нишките за изграждане, огледални сървъри за изтегляне на изходни кодове и други настройки. Нека оставим настройките по подразбиране.

Toolchain - самият набор от инструменти за изграждане е конфигуриран тук. Повече за него.

Тип инструментална верига - типът на използваната инструментална верига. Това може да бъде вградено в buildroot или външна верига от инструменти (можете да посочите директория с вече изградена такава или url за изтегляне). Има допълнителни опции за различни архитектури. Например, за ръка можете просто да изберете версията на външната верига инструменти Linaro.

C библиотека - избор на библиотека C. Работата на цялата система зависи от това. Обикновено се използва glibc, който поддържа всички възможни функционалности. Но може да бъде твърде голям за вградена система, така че често се избира uglibc или musl. Ще изберем glibc (това ще се изисква по-късно, за да използваме systemd).

Серията Kernel Headers и Custom Kernel Headers – трябва да съответства на версията на ядрото, което ще бъде в изгражданата система. За заглавките на ядрото можете също да посочите пътя до tarball или git хранилището.

GCC ВЕРСИИ НА КОМПИЛАТОР - изберете версията на компилатора, която ще се използва за изграждане
Разрешаване на поддръжка на C++ - изберете изграждане с поддръжка на c++ библиотеки в системата. Това ще ни трябва по-късно.

Допълнителни gcc опции - можете да зададете допълнителни опции на компилатора. Засега не ни трябва.

Системната конфигурация ви позволява да зададете бъдещите параметри на създадената система:

Повечето точки са ясни от заглавието. Нека обърнем внимание на следните точки:
Път до таблиците потребители - таблица със създадени потребители (https://buildroot.org/downloads/manual/manual.html#makeuser-syntax).

Примерен файл. Потребителският потребител ще бъде създаден с парола admin, автоматично gid/uid, /bin/sh shell, потребител на групата по подразбиране, член на root на групата, коментар Foo потребител

[alexey@alexey-pc buildroot ]$ cat board/my_x86_board/users.txt 
user -1 user -1 =admin /home/user /bin/sh root Foo user

Директории с наслагване на основната файлова система - директория, която е насложена върху компилираната target-fs. Добавя нови файлове и заменя съществуващите.

Персонализирани скриптове за изпълнение преди създаване на изображения на файлова система Оставете скрипта празен за сега.

Да отидем в секцията Kernel

Това е мястото, където се задават настройките на ядрото. Самото ядро ​​се конфигурира чрез make linux-menuconfig.
Можете да зададете версията на ядрото по различни начини: изберете от предложените, въведете версията ръчно, задайте хранилище или готов архив.

Конфигурация на ядрото - път до конфигурацията на ядрото. Можете да изберете конфигурацията по подразбиране за избраната архитектура или defocnfig от Linux. Източниците на Linux имат набор от defconfigs за различни целеви системи. Можете да намерите този, от който се нуждаете гледайки директно източника тук. Например, за черна дъска от кост на бигъл можете изберете конфиг.

Разделът Целеви пакети ви позволява да изберете кои пакети да бъдат инсталирани на целевата система. Нека го оставим непроменен засега. По-късно ще добавим нашите пакети към този списък.
Изображения на файлова система - списък с изображения на файлова система, които трябва да бъдат изградени. Добавете iso изображение

Буутлоудъри - изборът на събрани буутлоудъри. Изберете isolinix

Конфигуриране на Systemd

Systemd става един от стълбовете на linux, заедно с kernel и glibc. Затова извадих настройката му в отделен параграф.

Конфигурира се чрез make menuconfig, след това Target packages → System tools → systemd. Тук можете да посочите кои системни услуги ще бъдат инсталирани и стартирани при стартиране на системата.

Запазване на системната конфигурация

Ние запазваме тази конфигурация чрез KConfig.

След това запазваме нашата defconfig:

make savedefconfig

Конфигурация на ядрото на Linux

Конфигурацията на ядрото на Linux се извиква от следната команда:

make linux-menuconfig

Добавете поддръжка за видеокарта Virtualbox

Добавете поддръжка за интегриране на Virtualbox Guest

Запази и излез. ВАЖНО: конфигурацията ще бъде запазена в output/build/linux-$version/config, но не и в board/my_x86_board/linux.config

Следователно трябва ръчно да копирате конфигурацията в мястото за съхранение:

cp output/build/linux-4.19.25/.config board/my_x86_board/linux.config

След това ще извършим пълно сглобяване на цялата система. buildroot не възстановява това, което вече е изградено, трябва ръчно да посочите пакетите за повторно изграждане. За да не губите време и нерви, е по-лесно да възстановите малка система като цяло):

make clean;make

След завършване на монтажа стартираме VirtualBox (тестван на версии 5.2 и 6.0) със зареждане от cd-диска.Системни параметри:

Започвайки от вградения iso:

Списък на използваните материали

1. Ръководство за Buildroot

Източник: www.habr.com