🥇Vytváření obrazu Ubuntu pro ARM „from scratch“

Když vývoj teprve začíná, často není jasné, jaké balíčky budou potřeba pro cílové rootfs.

Jinými slovy, je brzy chytat se LFS, buildroot nebo yocto (nebo něčeho jiného), ale začít už je potřeba. Pro bohaté (já mám na pilotních vzorcích 4GB eMMC) je tu možnost poskytnout vývojářům distribuci, která rychle dodá to, co momentálně chybí, a pak můžeme vždy vytvořit seznam balíčků a sestavit seznam pro cílové rootfs.

Tento článek nepřináší nic nového a představuje jednoduchou pokyn-copypaste instrukci.

Cílem článku je sestavit Ubuntu rootfs pro ARM desku (v mém případě na bázi Colibri imx7d).

Sestavení obrazu

Skládáme cílové rootfs pro replikaci.

Rozbalujeme Ubuntu Base

Výběr verze je na nás podle potřeby a vlastních preferencí. Zde uvádím 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

Kontrola podpory BINFMT v jádře

Pokud máte rozšířenou distribuci, měla by být podpora BINFMT_MISC zajištěna a vše je nastaveno, pokud ne — jsem si jistý, že víte, jak zapnout podporu BINFMT v jádře.

Ujistěte se, že je BINFMT_MISC povoleno v jádře:

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

Nyní je třeba zkontrolovat nastavení:

$ 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

Registrovat ručně lze například pomocí totoho návodu.

Nastavení qemu static arm

Nyní budeme potřebovat instanci qemu, která byla sestavena staticky.

!!! POZOR!!!
Pokud plánujete používat kontejner pro sestavení čehokoliv, seznamte se s:
https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=23960
https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1805913
V takovém případě pro x86_64 host a arm guest je třeba použít verzi qemu i386:
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
# cesta v rootfs a název spustitelného souboru by měly odpovídat /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), staticky propojené, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, pro GNU/Linux 3.2.0, odstrojené
$ 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), staticky propojené, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, pro GNU/Linux 3.2.0, odstrojené

Chroot

Jednoduchý skript:

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

Pokocháme se výsledkem:

$ ./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

Ze zajímavosti změříme velikost před a po instalaci minimální (pro mě) sady balíčků:

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

Aktualizujeme:

# apt update
# apt upgrade --yes

Nainstalujeme nás zajímající balíčky:

# 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

Základní soubory jádra, moduly, to je samostatná kapitola. Zavaděč, jádro, moduly, device tree prostřednictvím Ubuntu samozřejmě neinstalujeme. Dostaneme je zvnějšku, buď je sami sestavíme, nebo nám je dodá výrobce desky, v každém případě je to za hranicí této příručky.

Do určité míry je odchylka verzí přípustná, ale lépe je vzít je ze sestavení jádra.

# apt install --yes linux-headers-generic

Podíváme se, co nám vyšlo a není toho málo:

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

Nezapomeňte nastavit heslo.

Zabalíme obraz

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

Dále můžeme nainstalovat etckeeper s nastavením autopush

Dobře, dalo by se říct, že jsme naši sestavu rozdali, práce běží, jak nejlépe sestavit různé verze našeho systému.

Na pomoc nám může přijít etckeeper.

Bezpečnost je osobní záležitost každého:

můžete chránit určité větve

generovat jedinečný klíč pro každé zařízení

zakázat force push

atd. …

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

Nastavíme autopush

Můžeme samozřejmě předem vytvořit větve na zařízení (například vytvořit skript nebo službu, která se spustí při prvním spuštění).

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

Nebo můžeme udělat chytřeji…

Lenivá cesta

Mějme nějaký jedinečný identifikátor, například sériové číslo procesoru (nebo MAC — vážné společnosti nakupují rozhraní):

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

Pak můžeme použít jeho jméno větve, do které budeme posílat:

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

Vytvoříme jednoduchý skript:

# 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

A to je vše — za chvíli se můžeme podívat na změny a vytvořit seznam balíčků pro cílový firmware.