🥇Създаване на образ на Ubuntu за ARM „от нулата“

Когато разработката само започва, често все още не е ясно кои точно пакети ще отидат в целевия rootfs.

С други думи, да се захванем за LFS, buildroot или yocto (или нещо друго) е рано, а вече е необходимо да започнем. За заможните (в моя случай с 4GB eMMC на пилотни образци) има решение да се предостави на разработчиците дистрибутив, който ще позволи бързо да се достави нещо, което в момента липсва, а след това винаги можем да съберем списъци на пакетите и да съставим списък за целевия rootfs.

Тази статия не носи новост и представлява проста инструкция за copy-paste.

Целта на статията е създаване на Ubuntu rootfs за ARM борда (в моя случай на базата на Colibri imx7d).

Създаване на образ

Събираме целевия rootfs за разпространение.

Разпаковаем Ubuntu Base

Избираме сами рилиза въз основа на нуждите и собствените предпочитания. Тук представих 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 за поддръжка на BINFMT в ядрото

Ако имате разпространен дистрибутив, то поддръжката на BINFMT_MISC е налична и всичко е настроено, ако не е - сигурен съм, че знаете как да активирате поддръжката на BINFMT в ядрото.

Уверете се, че BINFMT_MISC е активно 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 проверим 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
offest 0
magic 7f454c4601010100000000000000000002002800
mask ffffffffffffff00fffffffffffffffffeffffff

Можете да регистрирате ръчно с помощта на например тази инструкция.

Настройка на qemu static arm

Сега ще ни е необходима версия на qemu, събрана статично.

!!! ВНИМАНИЕ!!!
Ако планирате да използвате контейнер за изграждане на нещо, запознайте се с:
https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=23960
https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1805913
Така че за хост x86_64 и гост arm трябва да използвате версията i386 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
# път в rootfs и име на изпълнимия файл трябва да съвпадат 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 изпълним файл, x86-64, версия 1 (GNU/Linux), свързан статично, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, за GNU/Linux 3.2.0, премахнат
$ 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 изпълним файл, x86-64, версия 1 (GNU/Linux), свързан статично, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, за GNU/Linux 3.2.0, премахнат

Chroot

Прост скрипт:

ch-mount.sh

#!/bin/bash

function mnt() {
    echo "MOUNTING"
    sudo mount -t proc /proc ${2}proc
    sudo mount --rbind /sys ${2}sys
    sudo mount --make-rslave ${2}sys
    sudo mount --rbind /dev ${2}dev
    sudo mount --make-rslave ${2}dev
    sudo mount -o bind /dev/pts ${2}dev/pts
    sudo chroot ${2}
}

function umnt() {
    echo "UNMOUNTING"
    sudo umount ${2}proc
    sudo umount ${2}sys
    sudo umount ${2}dev/pts
    sudo umount ${2}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 : ${1}
    echo 2nd parameter : ${2}
fi

Наслаждаваме се на получения резултат:

$ .\/ch-mount.sh -m rootfs\/\n# cat \/etc\/os-release\nNAME="Ubuntu"\nVERSION="20.04 LTS (Focal Fossa)"\nID=ubuntu\nID_LIKE=debian\nPRETTY_NAME="Ubuntu 20.04 LTS"\nVERSION_ID="20.04"\nHOME_URL="https:\/\/www.ubuntu.com\/"\nSUPPORT_URL="https:\/\/help.ubuntu.com\/"\nBUG_REPORT_URL="https:\/\/bugs.launchpad.net\/ubuntu\/"\nPRIVACY_POLICY_URL="https:\/\/www.ubuntu.com\/legal\/terms-and-policies\/privacy-policy"\nVERSION_CODENAME=focal\nUBUNTU_CODENAME=focal\n# uname -a\nLinux NShubin 5.5.9-gentoo-x86_64 #1 SMP PREEMPT Mon Mar 16 14:34:52 MSK 2020 armv7l armv7l armv7l GNU\/Linux

За интереса ще измерим размера преди и след инсталирането на минималния (за мен) комплект от пакети:

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

Обновяваме:

# apt update
# apt upgrade --yes

Ще инсталираме интересуващите ни пакети:

# 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 на ядрото, модулите, са отделен разговор. Загрузчикът, ядрото, модулите, device tree чрез Ubuntu, ние естествено не можем да ги поставим. Те ще дойдат при нас отвън или сами ще ги съберем, или производителят на платката ще ни ги предостави, така или иначе, това е извън обхвата на настоящата инструкция.

В известна степен отклонението на версиите е допустимо, но е по-добре да ги вземем от събраното ядро.

# apt install --yes linux-headers-generic

Да видим какво се получи и то не е малко:

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

Не забравяйте да зададете парола.

Опаковаме образа

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

Допълнително можем да инсталираме etckeeper с настройка за autopush

Да предположим, че разпространихме нашата сборка; работата тръгна, как по-добре да съберем различни версии на нашата система по-късно.

На помощ ни може да дойде etckeeper.

Безопасността е личен избор на всеки:

можете да защитите определени клонове

да генерирате уникален ключ за всяко устройство

да забраните force push

и т.н. …

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

Настройваме autopush

Можем, разбира се, предварително да създадем клонове на устройството (например да направим скрипт или услуга, която да се изпълни при първото стартиране).

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

А можем да постъпим и по-умно…

Ленивият път

Нека да имаме някакъв уникален идентификатор, да речем сериен номер на процесора (или MAC — сериозните компании купуват диапазон):

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

Тогава можем да го използваме за името на клона, в който ще бъдем пуснали:

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

Създаваме 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 всичко — след известно време можем да прегледаме промените и да съставим списък с пакети за целевия фърмуер.