Създаване на изображение на Ubuntu за ARM „от нулата“

Когато разработката току-що започне, често не е ясно кои пакети ще отидат до целевата rootfs.

С други думи, твърде рано е да вземете LFS, buildroot или yocto (или нещо друго), но вече трябва да започнете. За богатите (имам 4GB eMMC на пилотни проби) има изход да разпространим на разработчиците дистрибуция, която ще им позволи бързо да доставят нещо, което в момента липсва, и тогава винаги можем да събираме списъци с пакети и да създаваме списък за целевите rootfs.

Тази статия не е нова и представлява проста инструкция за копиране и поставяне.

Целта на статията е да изградя Ubuntu rootfs за ARM платки (в моя случай, базирани на Colibri imx7d).

Изграждане на имидж

Сглобяваме целевите rootfs за репликация.

Разопаковане на Ubuntu Base

Ние сами избираме изданието въз основа на нуждите и собствените си предпочитания. Тук съм дал 20.

$ mkdir ubuntu20
$ cd ubuntu20
$ mkdir rootfs
$ wget http://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/releases/20.04/release/ubuntu-base-20.04-base-armhf.tar.gz
$ tar xf ubuntu-base-20.04-base-armhf.tar.gz -C rootfs

Проверка на поддръжката на BINFMT в ядрото

Ако имате обща дистрибуция, тогава има поддръжка за BINFMT_MISC и всичко е конфигурирано, ако не, тогава съм сигурен, че знаете как да активирате поддръжката на BINFMT в ядрото.

Уверете се, че BINFMT_MISC е активиран в ядрото:

$ zcat /proc/config.gz | grep BINFMT
CONFIG_BINFMT_ELF=y
CONFIG_COMPAT_BINFMT_ELF=y
CONFIG_BINFMT_SCRIPT=y
CONFIG_BINFMT_MISC=y

Сега трябва да проверите настройките:

$ ls /proc/sys/fs/binfmt_misc
qemu-arm  register  status
$ cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-arm
enabled
interpreter /usr/bin/qemu-arm
flags: OC
offset 0
magic 7f454c4601010100000000000000000002002800
mask ffffffffffffff00fffffffffffffffffeffffff

Можете да се регистрирате ръчно, като например ето тези инструкции.

Настройване на статично рамо на qemu

Сега имаме нужда от статично сглобен екземпляр на qemu.

!!! ВНИМАНИЕ!!!
Ако планирате да използвате контейнер за изграждане на нещо, вижте:
https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=23960
https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1805913
Тогава за x86_64 хост и arm guest трябва да използвате i386 версията на qemu:
http://ftp.ru.debian.org/debian/pool/main/q/qemu/qemu-user-static_5.0-13_i386.deb

$ wget http://ftp.debian.org/debian/pool/main/q/qemu/qemu-user-static_5.0-13_amd64.deb
$ alient -t qemu-user-static_5.0-13_amd64.deb
# путь в rootfs и имя исполняемого файла должно совпадать с /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-arm
$ mkdir qemu
$ tar xf qemu-user-static-5.0.tgz -C qemu
$ file qemu/usr/bin/qemu-arm-static
qemu/usr/bin/qemu-arm-static: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, for GNU/Linux 3.2.0, stripped
$ cp qemu/usr/bin/qemu-arm-static rootfs/usr/bin/qemu-arm
$ file rootfs/usr/bin/qemu-arm
rootfs/usr/bin/qemu-arm: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (GNU/Linux), statically linked, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, for GNU/Linux 3.2.0, stripped

chroot

Прост скрипт:

ch-mount.sh

#!/bin/bash

function mnt() {
    echo "MOUNTING"
    sudo mount -t proc /proc proc
    sudo mount --rbind /sys sys
    sudo mount --make-rslave sys
    sudo mount --rbind /dev dev
    sudo mount --make-rslave dev
    sudo mount -o bind /dev/pts dev/pts
    sudo chroot 
}

function umnt() {
    echo "UNMOUNTING"
    sudo umount proc
    sudo umount sys
    sudo umount dev/pts
    sudo umount dev

}

if [ "$1" == "-m" ] && [ -n "$2" ] ;
then
    mnt $1 $2
elif [ "$1" == "-u" ] && [ -n "$2" ];
then
    umnt $1 $2
else
    echo ""
    echo "Either 1'st, 2'nd or both parameters were missing"
    echo ""
    echo "1'st parameter can be one of these: -m(mount) OR -u(umount)"
    echo "2'nd parameter is the full path of rootfs directory(with trailing '/')"
    echo ""
    echo "For example: ch-mount -m /media/sdcard/"
    echo ""
    echo 1st parameter : 
    echo 2nd parameter : 
fi

Възхищаваме се на резултата:

$ ./ch-mount.sh -m rootfs/
# cat /etc/os-release
NAME="Ubuntu"
VERSION="20.04 LTS (Focal Fossa)"
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
PRETTY_NAME="Ubuntu 20.04 LTS"
VERSION_ID="20.04"
HOME_URL="https://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="https://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
PRIVACY_POLICY_URL="https://www.ubuntu.com/legal/terms-and-policies/privacy-policy"
VERSION_CODENAME=focal
UBUNTU_CODENAME=focal
# uname -a
Linux NShubin 5.5.9-gentoo-x86_64 #1 SMP PREEMPT Mon Mar 16 14:34:52 MSK 2020 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux

Просто за забавление, нека измерим размера преди и след инсталирането на минималния (за мен) набор от пакети:

# du -d 0 -h / 2>/dev/null
63M     /

Нека актуализираме:

# apt update
# apt upgrade --yes

Нека инсталираме пакетите, които ни интересуват:

# SYSTEMD_IGNORE_CHROOT=yes apt install --yes autoconf kmod socat ifupdown ethtool iputils-ping net-tools ssh g++ iproute2 dhcpcd5 incron ser2net udev systemd gcc minicom vim cmake make mtd-utils util-linux git strace gdb libiio-dev iiod

Заглавните файлове и модулите на ядрото са отделен въпрос. Разбира се, няма да инсталираме буутлоудъра, ядрото, модулите, дървото на устройствата чрез Ubuntu. Те ще дойдат при нас отвън или ще ги сглобим сами или ще ни бъдат дадени от производителя на платката, във всеки случай това е извън обхвата на тази инструкция.

До известна степен различията във версиите са приемливи, но е по-добре да ги вземете от компилацията на ядрото.

# apt install --yes linux-headers-generic

Да видим какво се случи и се оказа много:

# apt clean
# du -d 0 -h / 2>/dev/null
770M    /

Не забравяйте да зададете парола.

Опаковане на изображението

$ sudo tar -C rootfs --transform "s|^./||" --numeric-owner --owner=0 --group=0 -c ./ | tar --delete ./ | gzip > rootfs.tar.gz

Освен това можем да инсталираме etckeeper с настройката за автоматично натискане

Е, да кажем, че разпространихме нашето сглобяване, започна работата по това как най-добре да сглобим по-късно различни версии на нашата система.

etckeeper може да ни се притече на помощ.

Безопасността е личен въпрос:

• можете да защитите определени клонове
• генерирайте уникален ключ за всяко устройство
• деактивирайте принудителното натискане
• и т.н. ...

# ssh-keygen
# apt install etckeeper
# etckeeper init
# cd /etc
# git remote add origin ...

Да настроим автоматичното натискане

Можем, разбира се, да създадем клонове на устройството предварително (да речем, че направим скрипт или услуга, която ще се изпълнява при първото стартиране).

# cat /etc/etckeeper/etckeeper.conf
PUSH_REMOTE="origin"

Или можем да направим нещо по-умно...

Мързелив начин

Нека имаме някакъв уникален идентификатор, да речем серийния номер на процесора (или MAC - сериозни компании купуват гамата):

cat / proc / cpuinfo

# cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
model name      : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS        : 60.36
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

processor       : 1
model name      : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)
BogoMIPS        : 60.36
Features        : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm 
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant     : 0x0
CPU part        : 0xc07
CPU revision    : 5

Hardware        : Freescale i.MX7 Dual (Device Tree)
Revision        : 0000
Serial          : 06372509

След това можем да го използваме за името на клона, към който ще бутнем:

# cat /proc/cpuinfo | grep Serial | cut -d':' -f 2 | tr -d [:blank:]
06372509

Нека създадем прост скрипт:

# cat /etc/etckeeper/commit.d/40myown-push
#!/bin/sh
set -e

if [ "$VCS" = git ] && [ -d .git ]; then
  branch=$(cat /proc/cpuinfo | grep Serial | cut -d':' -f 2 | tr -d [:blank:])
  cd /etc/
  git push origin master:${branch}
fi

И това е всичко - след известно време можем да разгледаме промените и да създадем списък с пакети за целевия фърмуер.

Препоръчителни материали

BINFMT_MISC
Поддръжка на ядрото за различни двоични формати (binfmt_misc)
Компилиране с потребителски chroot на qemu
Изграждане на Ubuntu rootfs за ARM
Как да създадете персонализиран Ubuntu на живо от нулата
Crossdev qemu-static-user-chroot
etckeeper

проблем с getdents64

readdir() връща NULL (errno=EOVERFLOW) за 32-битов потребителски статичен qemu на 64-битов хост
Ext4 64-битов хеш прекъсва 32-битов glibc 2.28+
compiler_id_detection се проваля за armhf при използване на QEMU емулация в потребителски режим
CMake не работи правилно под qemu-arm

Източник: www.habr.com