Buildroot - חלק 1. מידע כללי, הרכבת מערכת מינימלית, קונפיגורציה דרך התפריט

מבוא

בסדרת מאמרים זו, אני רוצה להסתכל על מערכת בניית ההפצה buildroot ולשתף את הניסיון שלי בהתאמה אישית שלה. יהיה ניסיון מעשי ביצירת מערכת הפעלה קטנה עם ממשק גרפי ופונקציונליות מינימלית.

קודם כל, אסור לבלבל בין מערכת הבנייה לבין ההפצה. Buildroot יכולה לבנות מערכת מתוך סט חבילות המוצעות לה. Buildroot בנוי על קבצי makefile ולכן יש לו יכולות התאמה אישית אדירות. להחליף חבילה בגרסה אחרת, להוסיף חבילה משלך, לשנות את הכללים לבניית חבילה, להתאים אישית את מערכת הקבצים לאחר התקנת כל החבילות? buildroot יכול לעשות את כל זה.

ברוסיה משתמשים ב-buildroot, אבל לדעתי יש מעט מידע בשפה הרוסית למתחילים.

מטרת העבודה היא להרכיב ערכת הפצה עם הורדה חיה, ממשק icewm ודפדפן. פלטפורמת היעד היא Virtualbox.

למה לבנות הפצה משלך? לעתים קרובות יש צורך בפונקציונליות מוגבלת עם משאבים מוגבלים. אפילו לעתים קרובות יותר באוטומציה אתה צריך ליצור קושחה. התאמת הפצה למטרות כלליות על ידי ניקוי חבילות מיותרות והפיכתה לקושחה דורשת יותר עבודה מאשר בניית הפצה חדשה. לשימוש ב-Gentoo יש גם מגבלות.

מערכת Buildroot חזקה מאוד, אבל היא לא תעשה כלום בשבילך. זה יכול רק לאפשר ולהפוך את תהליך ההרכבה לאוטומטי.

מערכות בנייה אלטרנטיביות (יוקטו, מערכת בנייה פתוחה ואחרות) אינן נחשבות או מושוות.

איפה משיגים ואיך מתחילים

אתר הפרויקט - buildroot.org. כאן תוכלו להוריד את הגרסה הנוכחית ולקרוא את המדריך. שם אתה יכול ליצור קשר עם הקהילה, יש עוקב אחר באגים, רשימות דואר וערוץ irc.

Buildroot מפעיל defconfigs עבור לוח היעד של ה-build. Defconfig הוא קובץ תצורה המאחסן רק אפשרויות שאין להן ערכי ברירת מחדל. הוא זה שקובע מה ייאסף וכיצד. במקרה זה, אתה יכול להגדיר בנפרד את ההגדרות של מאגרי האתחול busybox, linux-kernel, uglibc, u-boot ו-barebox, אבל כולם יהיו קשורים ללוח היעד.
לאחר פריקת הארכיון שהורדת או שיבוט מ-git, אנו מקבלים בסיס build מוכן לשימוש. אתה יכול לקרוא עוד על מבנה הספריות במדריך; אני אספר לך על החשובים שבהם:

לוּחַ - ספרייה עם קבצים ספציפיים לכל לוח. אלה יכולים להיות סקריפטים ליצירת תמונות מערכת (iso, sdcart, cpio ואחרים), ספריית שכבת-על, תצורת ליבה וכו'.
configs - ה-defconfig בפועל של הלוח. Defconfig היא תצורת לוח לא שלמה. הוא מאחסן רק פרמטרים השונים מהגדרות ברירת המחדל
dl - ספרייה עם קודי מקור/קבצים שהורדו להרכבה
פלט/יעד - מערכת הקבצים המורכבת של מערכת ההפעלה שהתקבלה. לאחר מכן, נוצרות ממנו תמונות להורדה/התקנה
פלט/מארח - כלי שירות מארח להרכבה
פלט/בנייה - חבילות מורכבות

ההרכבה מוגדרת באמצעות KConfig. אותה מערכת משמשת לבניית ליבת לינוקס. רשימת הפקודות הנפוצות ביותר (הפעל בספריית buildroot):

• make menuconfig - קרא לתצורת ה-build. אתה יכול גם להשתמש בממשק הגרפי (עשה nconfig, make xconfig, make gconfig)
• הפוך את linux-menuconfig - קרא לתצורת הליבה.
• לעשות נקי - נקה את תוצאות הבנייה (כל מה שמאוחסן בפלט)
• לעשות - לבנות מערכת. זה לא מרכיב מחדש תהליכים שכבר הורכבו.
• make defconfig_name - החלף את התצורה ל-defconfig ספציפי
• make list-defconfigs - הצג רשימה של defconfigs
• צור מקור - פשוט הורד את קבצי ההתקנה, בלי לבנות.
• עשה עזרה - רשום פקודות אפשריות

הערות חשובות וטיפים מועילים

Buildroot לא בונה מחדש חבילות שכבר נבנו! לכן, עלול להיווצר מצב בו נדרשת הרכבה מלאה.

אתה יכול לבנות מחדש חבילה נפרדת עם הפקודה בצע בנייה מחדש של שם חבילה. לדוגמה, אתה יכול לבנות מחדש את ליבת לינוקס:

make linux-rebuild

Buildroot מאחסן את המצב של כל חבילה על ידי יצירת קובצי .stamp בספריית output/build/$packagename:

לכן, אתה יכול לבנות מחדש root-fs ותמונות מבלי לבנות מחדש חבילות:

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

משתנים שימושיים

ל-buildroot יש קבוצה של משתנים להגדרה קלה

• $TOPDIR - ספריית buildroot
• $BASEDIR - ספריית פלט
• $HOST_DIR, $STAGING_DIR, $TARGET_DIR - ספריות מארח fs, staging fs, target fs build.
• $BUILD_DIR - ספרייה עם חבילות לא ארוזות ובנויות

ראיה

ל-Buildroot יש תכונת הדמיה. ניתן לבנות דיאגרמת תלות, גרף זמן בנייה וגרף של גדלי חבילות במערכת הסופית. התוצאות הן בצורה של קבצי pdf (ניתן לבחור מתוך svn,png) בספריית הפלט/גרף.

דוגמאות לפקודות הדמיה:

• make graph-depends לבנות עץ תלות
• make <pkg>-graph-depends לבנות עץ תלות לחבילה ספציפית
• BR2_GRAPH_OUT=png make graph-build משך זמן בנייה עם פלט PNG
• make graph-size גודל חבילה עלילה

סקריפטים שימושיים

יש ספריית משנה בספריית ה-buildroot כלים עם סקריפטים שימושיים. לדוגמה, יש סקריפט שבודק את נכונות תיאורי החבילה. זה עשוי להיות שימושי בעת הוספת חבילות משלך (אעשה זאת מאוחר יותר). הקובץ utils/readme.txt מכיל תיאור של סקריפטים אלו.

בואו נבנה חלוקת מניות

חשוב לזכור שכל הפעולות מתבצעות מטעם משתמש רגיל, לא מטעם שורש.
כל הפקודות מבוצעות ב-buildroot. חבילת ה-buildroot כבר כוללת קבוצה של תצורות עבור לוחות נפוצים רבים ווירטואליזציה.

בואו נסתכל על רשימת התצורות:

עבור לתצורת qemu_x86_64_defconfig

make qemu_x86_64_defconfig

ואנחנו מתחילים את ההרכבה

make

הבנייה מסתיימת בהצלחה, תסתכל על התוצאות:

Buildroot הרכיב תמונות שתוכל להפעיל ב-Qemu ולוודא שהן עובדות.

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

התוצאה היא מערכת הפועלת ב-qemu:

יצירת תצורת לוח משלך

הוספת קבצי לוח

בואו נסתכל על רשימת התצורות:

ברשימה אנו רואים pc_x86_64_efi_defconfig. ניצור לוח משלנו על ידי העתקתו מהתצורה:

cp configs/pc_x86_64_bios_defconfig configs/my_x86_board_defconfig

בואו ניצור מיד ספריית לוח כדי לאחסן את הסקריפטים, שכבת ה-rootfs ושאר הקבצים הדרושים שלנו:

mkdir board/my_x86_board

עבור ל-defconfig הזה:

make my_x86_board_defconfig

לפיכך, כעת תצורת ה-build (המאוחסנת ב-.config בשורש ספריית buildroot) תואמת למחשב היעד האתחול של x86-64 legacy(bios).

בואו נעתיק את תצורת ליבת לינוקס (שימושי מאוחר יותר):

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

הגדרת פרמטרי בנייה באמצעות KConfig

בואו נתחיל את ההגדרה:

make menuconfig 

חלון KConfig ייפתח. אפשר להגדיר עם ממשק גרפי (עשה nconfig, make xconfig, make gconfig):

אנו נכנסים לסעיף הראשון אפשרויות יעד. כאן תוכל לבחור את ארכיטקטורת היעד שעבורה הבנייה תתבצע.

אפשרויות בנייה - יש כאן הגדרות בנייה שונות. אתה יכול לציין ספריות עם קודי מקור, מספר שרשורי בנייה, מראות להורדת קודי מקור והגדרות אחרות. בואו נשאיר את ההגדרות כברירת מחדל.

Toolchain - כלי הבנייה עצמם מוגדרים כאן. קרא עוד עליו.

סוג שרשרת הכלים - סוג שרשרת הכלים בשימוש. זה יכול להיות שרשרת כלים מובנית ב-buildroot או חיצונית (תוכל לציין את הספרייה עם זה שכבר נבנה או את כתובת האתר להורדה). ישנן אפשרויות נוספות עבור ארכיטקטורות שונות. לדוגמה, עבור זרוע אתה יכול פשוט לבחור את גרסת Linaro של שרשרת הכלים החיצונית.

ספריית C – בחירת ספריית C. בכך תלויה פעולת המערכת כולה. בדרך כלל, נעשה שימוש ב-glibc, התומך בכל הפונקציונליות האפשרית. אבל זה עשוי להיות גדול מדי עבור מערכת משובצת, אז uglibc או musl נבחרים לעתים קרובות. אנו נבחר glibc (זה יידרש מאוחר יותר כדי להשתמש ב-systemd).

סדרת Kernel Headers ו-Custom Kernel Headers – חייבת להתאים לגרסת הקרנל שתהיה במערכת המורכבת. עבור כותרות ליבה, אתה יכול גם לציין את הנתיב למאגר Tarball או Git.

GCC COMPILER VERSIONS - בחר את גרסת המהדר שתשמש לבנייה
אפשר תמיכה ב-C++ – בחר לבנות עם תמיכה בספריות C++ במערכת. זה יהיה שימושי עבורנו בעתיד.

אפשרויות gcc נוספות - אתה יכול להגדיר אפשרויות מהדר נוספות. אנחנו לא צריכים את זה בינתיים.

תצורת המערכת מאפשרת לך להגדיר פרמטרים עתידיים של המערכת שנוצרה:

רוב הנקודות ברורות מהכותרת. בואו נשים לב לנקודות הבאות:
נתיב לטבלאות המשתמשים - טבלה עם משתמשים שייווצרו (https://buildroot.org/downloads/manual/manual.html#makeuser-syntax).

קובץ לדוגמה. המשתמש ייווצר עם מנהל הסיסמה, אוטומטית gid/uid, /bin/sh shell, משתמש ברירת מחדל בקבוצה, שורש חבר בקבוצה, משתמש תגובה Foo

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

ספריות שכבות של מערכת קבצים שורש - ספריות שכבות על גבי ה-target-fs שנאספו. מוסיף קבצים חדשים ומחליף את הקיימים.

סקריפטים מותאמים אישית להפעלה לפני יצירת תמונות של מערכת קבצים - סקריפטים המופעלים מיד לפני קיפול מערכת הקבצים לתמונות. נשאיר את התסריט ריק לעת עתה.

בוא נעבור לקטע הליבה

הגדרות הליבה מוגדרות כאן. הליבה עצמה מוגדרת באמצעות make linux-menuconfig.
אתה יכול להגדיר את גרסת הליבה בדרכים שונות: בחר מבין אלה המוצעות, הזן את הגרסה באופן ידני, ציין מאגר או Tarball מוכן.

תצורת ליבה - נתיב לתצורת הליבה. אתה יכול לבחור את תצורת ברירת המחדל עבור הארכיטקטורה שנבחרה או defocnfig מ-Linux. מקור הלינוקס מכיל קבוצה של הגדרות defconfigs עבור מערכות יעד שונות. אתה יכול למצוא את האחד שאתה צריך על ידי התבוננות ישירה במקורות כאן. לדוגמה, עבור לוח שחור עצם ביגל אתה יכול בחר תצורה.

סעיף חבילות היעד מאפשר לך לבחור אילו חבילות יותקנו במערכת הנבנית. נשאיר את זה ללא שינוי לעת עתה. נוסיף את החבילות שלנו לרשימה זו מאוחר יותר.
תמונות מערכת קבצים - רשימה של תמונות מערכת קבצים שייאספו. הוסף תמונת ISO

מטעני אתחול - מבחר מטעני אתחול לאיסוף. בואו נבחר באיזוליניקס

הגדרת Systemd

Systemd הופכת לאחד מעמודי התווך של לינוקס, יחד עם הקרנל ו-glibc. לכן, העברתי את ההגדרה שלו לפריט נפרד.

מוגדר באמצעות make menuconfig, ולאחר מכן Target packages → System Tools → systemd. כאן אתה יכול לציין אילו שירותי systemd יותקנו ויתחילו עם הפעלת המערכת.

שמירת תצורת המערכת

אנו שומרים את התצורה הזו דרך KConfig.

אז שמור את ה-defconfig שלנו:

make savedefconfig

תצורת ליבת לינוקס

תצורת ליבת לינוקס מופעלת עם הפקודה הבאה:

make linux-menuconfig

בואו נוסיף תמיכה בכרטיס מסך Virtualbox

בואו נוסיף תמיכה באינטגרציה של Virtualbox Guest

שמור וצא. חשוב: התצורה תישמר ב-out/build/linux-$version/config, אך לא ב-board/my_x86_board/linux.config

לכן, עליך להעתיק ידנית את התצורה למיקום אחסון:

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

לאחר מכן נבצע הרכבה מלאה של כל המערכת. buildroot אינו בונה מחדש את מה שכבר נבנה, עליך לציין ידנית חבילות לבנייה מחדש. כדי לא לבזבז זמן ועצבים, קל יותר לבנות מחדש מערכת קטנה לחלוטין):

make clean;make

עם השלמת הבנייה, הפעל את VirtualBox (נבדק בגירסאות 5.2 ו-6.0) באתחול מהתקליטור. פרמטרי מערכת:

פועל מה-ISO המורכב:

רשימת החומרים בהם נעשה שימוש

1. מדריך Buildroot

מקור: www.habr.com