Buildroot - パート 1. 一般情報、最小限のシステムの組み立て、メニューによる構成

導入

この一連の記事では、buildroot ディストリビューション ビルド システムについて考察し、それをカスタマイズした経験を共有したいと思います。 グラフィカル インターフェイスと最小限の機能を備えた小さな OS を作成する実践的な経験が得られます。

まず第一に、ビルド システムとディストリビューションを混同しないでください。 Buildroot は、提供されるパッケージのセットからシステムを構築できます。 Buildroot は Makefile に基づいて構築されているため、膨大なカスタマイズ機能を備えています。 パッケージを別のバージョンに置き換えたり、独自のパッケージを追加したり、パッケージを構築するためのルールを変更したり、すべてのパッケージをインストールした後にファイル システムをカスタマイズしたりしますか? buildroot はこれらすべてを行うことができます。

ロシアでは buildroot が使用されますが、私の意見では、初心者向けのロシア語情報はほとんどありません。

この作業の目標は、ライブ ダウンロード、icewm インターフェイス、ブラウザーを備えた配布キットを組み立てることです。 対象プラットフォームはvirtualboxです。

なぜ独自のディストリビューションを構築するのでしょうか? 多くの場合、限られたリソースで必要な機能が制限されます。 オートメーションではファームウェアを作成する必要があることがさらに多くなります。 不要なパッケージを削除してファームウェアに変換することで汎用ディストリビューションを適応させることは、新しいディストリビューションを構築するよりも多くの労力を要します。 Gentoo の使用にも制限があります。

Buildroot システムは非常に強力ですが、何も役に立ちません。 組み立てプロセスを有効にして自動化することのみが可能です。

代替ビルド システム (yocto、オープン ビルド システムなど) は考慮または比較されません。

どこで入手でき、どのように始めればよいか

プロジェクトウェブサイト - buildroot.org。 ここで現在のバージョンをダウンロードしてマニュアルを読むことができます。 そこでコミュニティに連絡したり、バグ トラッカー、メール リスト、IRC チャネルを利用したりできます。

Buildroot は、ビルドのターゲット ボードの defconfig を操作します。 defconfig は、デフォルト値を持たないオプションのみを保存する構成ファイルです。 何をどのように収集するかを決定するのは彼です。 この場合、busybox、linux-kernel、uglibc、u-boot、およびベアボックス ブートローダーの構成を個別に構成できますが、それらはすべてターゲット ボードに関連付けられます。
ダウンロードしたアーカイブを解凍するか、git からクローンを作成すると、すぐに使用できる buildroot が得られます。 ディレクトリ構造の詳細についてはマニュアルを参照してください。最も重要なものについて説明します。

ボード — 各ボードに固有のファイルが含まれるディレクトリ。 これらは、システム イメージ (iso、sdcart、cpio など)、オーバーレイ ディレクトリ、カーネル設定などを形成するためのスクリプトです。
設定 — ボードの実際の defconfig。 Defconfig は不完全なボード構成です。 デフォルト設定と異なるパラメータのみを保存します
dl — アセンブリ用にダウンロードしたソース コード/ファイルが含まれるディレクトリ
出力/ターゲット — 結果として得られる OS の組み立てられたファイル システム。 その後、ダウンロード/インストール用にイメージが作成されます。
出力/ホスト - アセンブリ用のホスト ユーティリティ
出力/ビルド - 組み立てられたパッケージ

アセンブリは KConfig を介して構成されます。 Linux カーネルの構築にも同じシステムが使用されます。 最も一般的に使用されるコマンドのリスト (buildroot ディレクトリで実行):

• make menuconfig - ビルド構成を呼び出します。 グラフィカル インターフェイス (make nconfig、make xconfig、make gconfig) を使用することもできます。
• make linux-menuconfig - カーネル設定を呼び出します。
• make clean - ビルド結果 (出力に保存されているすべて) をクリーンアップします。
• make - システムを構築します。 これは、すでに組み立てられたプロセスを再組み立てするものではありません。
• make defconfig_name - 構成を特定の defconfig に切り替えます
• make list-defconfigs - defconfig のリストを表示します
• ソースを作成する - ビルドせずに、インストール ファイルをダウンロードするだけです。
• make help - 使用可能なコマンドをリストします

重要な注意事項と役立つヒント

Buildroot は、すでにビルドされているパッケージを再ビルドしません。 したがって、完全な再組み立てが必要な状況が発生する可能性があります。

次のコマンドを使用して別のパッケージを再構築できます。 make パッケージ名-再構築。 たとえば、Linux カーネルを再構築できます。

make linux-rebuild

Buildroot は、output/build/$packagename ディレクトリに .stamp ファイルを作成して、パッケージの状態を保存します。

したがって、パッケージを再構築せずに root-fs とイメージを再構築できます。

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

便利な変数

buildroot には、簡単に設定できる一連の変数があります

• $TOPDIR - ビルドルートディレクトリ
• $BASEDIR - 出力ディレクトリ
• $HOST_DIR、$STAGING_DIR、$TARGET_DIR — ホスト fs、ステージング fs、ターゲット fs のビルド ディレクトリ。
• $BUILD_DIR - 解凍およびビルドされたパッケージが含まれるディレクトリ

可視化

buildroot には視覚化機能があり、依存関係図、ビルド時間グラフ、最終システムのパッケージ サイズのグラフを構築できます。 結果は、pdf ファイル (svn、png から選択できます) の形式で、output/graph ディレクトリに保存されます。

視覚化コマンドの例:

• make graph-depends 依存関係ツリーを構築する
• make <pkg>-graph-depends 特定のパッケージの依存関係ツリーを構築する
• BR2_GRAPH_OUT=png make graph-build PNG 出力でのプロットのビルド時間
• make graph-size パケットサイズをプロットする

便利なスクリプト

buildroot ディレクトリにサブディレクトリがあります ユーティリティ 便利なスクリプト付き。 たとえば、パッケージの説明が正しいかどうかをチェックするスクリプトがあります。 これは、独自のパッケージを追加するときに役立つ場合があります (これについては後で説明します)。 ファイル utils/readme.txt には、これらのスクリプトの説明が含まれています。

在庫分布を構築しましょう

すべての操作は root ではなく通常のユーザーに代わって実行されることに留意することが重要です。
すべてのコマンドは buildroot で実行されます。 buildroot パッケージには、多くの一般的なボードと仮想化のための一連の構成がすでに含まれています。

構成のリストを見てみましょう。

qemu_x86_64_defconfig 構成に切り替えます

make qemu_x86_64_defconfig

そして組み立てを開始します

make

ビルドは正常に完了し、結果を確認します。

Buildroot は、Qemu で実行して動作を確認できるイメージをコンパイルしました。

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

その結果、システムが qemu で実行されます。

独自のボード構成の作成

ボードファイルの追加

構成のリストを見てみましょう。

リストには、pc_x86_64_efi_defconfig が表示されます。 構成からコピーして独自のボードを作成します。

cp configs/pc_x86_64_bios_defconfig configs/my_x86_board_defconfig

スクリプト、rootfs-overlay、その他の必要なファイルを保存するためのボード ディレクトリをすぐに作成しましょう。

mkdir board/my_x86_board

この defconfig に切り替えます。

make my_x86_board_defconfig

したがって、ビルド構成 (buildroot ディレクトリのルートの .config に保存されている) は、x86-64 レガシー (bios) ブート ターゲット マシンに対応します。

linux-kernel 設定をコピーしましょう (後で役立ちます)。

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

KConfig 経由でビルドパラメータを設定する

セットアップを開始しましょう:

make menuconfig 

KConfig ウィンドウが開きます。 グラフィカル インターフェイスを使用して設定することができます (make nconfig、make xconfig、make gconfig)。

最初のセクション「ターゲット オプション」に入ります。 ここで、ビルドが実行されるターゲット アーキテクチャを選択できます。

ビルド オプション - ここにはさまざまなビルド設定があります。 ソース コードを含むディレクトリ、ビルド スレッドの数、ソース コードをダウンロードするためのミラー、その他の設定を指定できます。 設定はデフォルトのままにしておきます。

ツールチェーン – ビルド ツール自体はここで構成されます。 彼についてもっと詳しく読んでください。

ツールチェーンのタイプ – 使用されるツールチェーンのタイプ。 これは、buildroot に組み込まれたツールチェーンでも、外部のツールチェーンでもかまいません (既に構築されているディレクトリまたはダウンロード用の URL を指定できます)。 さまざまなアーキテクチャ用の追加オプションがあります。 たとえば、arm の場合は、外部ツールチェーンの Linaro バージョンを選択するだけです。

C ライブラリ – C ライブラリの選択 システム全体の動作はこれに依存します。 通常は、考えられるすべての機能をサポートする glibc が使用されます。 ただし、組み込みシステムには大きすぎる可能性があるため、uglibc または musl が選択されることがよくあります。 glibc を選択します (これは後で systemd を使用するために必要になります)。

カーネル ヘッダーおよびカスタム カーネル ヘッダー シリーズ – 組み立てられたシステムに含まれるカーネルのバージョンと一致する必要があります。 カーネル ヘッダーの場合は、tarball または git リポジトリへのパスを指定することもできます。

GCC COMPILER VERSIONS – ビルドに使用するコンパイラーのバージョンを選択します。
C++ サポートを有効にする – システム内の C++ ライブラリをサポートしてビルドすることを選択します。 これは将来的に役に立ちます。

追加の gcc オプション – 追加のコンパイラ オプションを設定できます。 今のところそれは必要ありません。

システム構成では、作成したシステムの将来のパラメータを設定できます。

ほとんどのポイントはタイトルから明らかです。 次の点に注意してみましょう。
ユーザーテーブルへのパス - 作成されるユーザーが含まれるテーブル (https://buildroot.org/downloads/manual/manual.html#makeuser-syntax).

サンプルファイル。 ユーザー user は、パスワード admin、自動的に gid/uid、/bin/sh シェル、デフォルトのグループ ユーザー、グループ メンバー root、コメント Foo ユーザーで作成されます。

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

ルート ファイルシステム オーバーレイ ディレクトリ - アセンブルされた target-fs の上にオーバーレイされるディレクトリ。 新しいファイルを追加し、既存のファイルを置き換えます。

ファイルシステムイメージを作成する前に実行するカスタムスクリプト - ファイルシステムをイメージに折りたたむ直前に実行されるスクリプト。 ここではスクリプトを空のままにしておきます。

カーネルセクションに行きましょう

ここでカーネルの設定を行います。 カーネル自体は、make linux-menuconfig によって構成されます。
カーネル バージョンはさまざまな方法で設定できます。提供されたものから選択する、手動でバージョンを入力する、リポジトリまたは既製の tarball を指定するなどです。

カーネル構成 — カーネル構成へのパス。 選択したアーキテクチャのデフォルト構成を選択するか、Linux から defocnfig を選択できます。 Linux ソースには、さまざまなターゲット システム用の defconfig のセットが含まれています。 必要なものが見つかります ここのソースを直接見ると。 たとえば、ビーグルの骨のブラック ボードの場合、次のことができます。 構成を選択.

[ターゲット パッケージ] セクションでは、構築中のシステムにインストールするパッケージを選択できます。 とりあえずは変更しないままにしておきます。 後でこのリストにパッケージを追加します。
ファイル システム イメージ - 収集されるファイル システム イメージのリスト。 ISO イメージを追加する

ブートローダー - 収集するブートローダーの選択。 イソリニクスを選びましょう

Systemd の構成

Systemd は、カーネルや glibc と並んで Linux の柱の XNUMX つになりつつあります。 そのため、その設定を別の項目に移動しました。

make menuconfig で設定し、次にターゲット パッケージ → システム ツール → systemd を選択します。 ここでは、システムの起動時にどの systemd サービスをインストールして開始するかを指定できます。

システム構成の保存

この設定は KConfig 経由で保存します。

次に、defconfig を保存します。

make savedefconfig

Linux カーネル構成

Linux カーネル構成は、次のコマンドで呼び出します。

make linux-menuconfig

Virtualbox ビデオ カードのサポートを追加しましょう

Virtualbox Guest 統合サポートを追加しましょう

保存して終了。 重要: 設定は、output/build/linux-$version/config に保存されますが、board/my_x86_board/linux.config には保存されません。

したがって、構成を保存場所に手動でコピーする必要があります。

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

その後、システム全体を完全に再組み立てします。 buildroot は、すでにビルドされているものを再構築しません。再構築するパッケージを手動で指定する必要があります。 時間と神経を無駄にしないためには、小さなシステムを完全に再構築する方が簡単です)。

make clean;make

ビルドが完了したら、CD から起動して VirtualBox (バージョン 5.2 および 6.0 でテスト済み) を起動します。システム パラメーター:

アセンブルされた ISO からの実行:

使用素材一覧

1. ビルドルートマニュアル

出所： habr.com