Buildroot - ნაწილი 1. ზოგადი ინფორმაცია, მინიმალური სისტემის აწყობა, კონფიგურაცია მენიუს მეშვეობით

შესავალი

სტატიების ამ სერიაში მინდა გადავხედო buildroot დისტრიბუციის build სისტემას და გავუზიარო ჩემი გამოცდილება მის პერსონალიზაციაში. იქნება პრაქტიკული გამოცდილება გრაფიკული ინტერფეისით და მინიმალური ფუნქციონირებით მცირე ოპერაციული სისტემის შექმნისას.

უპირველეს ყოვლისა, არ უნდა აურიოთ აგების სისტემა და განაწილება. Buildroot-ს შეუძლია შექმნას სისტემა პაკეტების ნაკრებიდან, რომლებიც მას სთავაზობენ. Buildroot აგებულია მაკიაფილებზე და, შესაბამისად, აქვს პერსონალიზაციის უზარმაზარი შესაძლებლობები. შეცვალოთ პაკეტი სხვა ვერსიით, დაამატოთ თქვენი საკუთარი პაკეტი, შეცვალოთ პაკეტის შექმნის წესები, დააკონფიგურიროთ ფაილური სისტემა ყველა პაკეტის დაყენების შემდეგ? buildroot-ს შეუძლია ეს ყველაფერი.

რუსეთში buildroot გამოიყენება, მაგრამ ჩემი აზრით, დამწყებთათვის რუსულენოვანი ინფორმაცია ცოტაა.

სამუშაოს მიზანია სადისტრიბუციო ნაკრების შეკრება პირდაპირი გადმოტვირთვის, icewm ინტერფეისით და ბრაუზერით. სამიზნე პლატფორმა არის ვირტუალური ყუთი.

რატომ უნდა ააწყოთ საკუთარი დისტრიბუცია? ხშირად შეზღუდული ფუნქციონირება საჭიროა შეზღუდული რესურსებით. კიდევ უფრო ხშირად ავტომატიზაციაში თქვენ უნდა შექმნათ firmware. ზოგადი დანიშნულების დისტრიბუციის ადაპტაცია არასაჭირო პაკეტების გაწმენდით და მისი პროგრამულად გადაქცევით უფრო შრომატევადია, ვიდრე ახალი დისტრიბუციის შექმნა. Gentoo-ს გამოყენებას ასევე აქვს თავისი შეზღუდვები.

Buildroot სისტემა ძალიან ძლიერია, მაგრამ ის ვერაფერს გააკეთებს თქვენთვის. მას შეუძლია მხოლოდ შეკრების პროცესის ჩართვა და ავტომატიზაცია.

ალტერნატიული build სისტემები (yocto, open build system და სხვა) არ განიხილება ან შედარება.

სად მივიღოთ და როგორ დავიწყოთ

პროექტის საიტი - buildroot.org. აქ შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ მიმდინარე ვერსია და წაიკითხოთ სახელმძღვანელო. იქ შეგიძლიათ დაუკავშირდეთ საზოგადოებას, არის შეცდომების ტრეკერი, ფოსტის სიები და irc არხი.

Buildroot ამუშავებს დეფკონფიგურაციებს build-ის სამიზნე დაფისთვის. Defconfig არის კონფიგურაციის ფაილი, რომელიც ინახავს მხოლოდ პარამეტრებს, რომლებსაც არ აქვთ ნაგულისხმევი მნიშვნელობები. ის არის ის, ვინც განსაზღვრავს რა და როგორ შეგროვდება. ამ შემთხვევაში, თქვენ შეგიძლიათ ცალ-ცალკე დააკონფიგურიროთ busybox, linux-kernel, uglibc, u-boot და barebox ჩამტვირთველების კონფიგურაციები, მაგრამ ყველა მათგანი მიბმული იქნება სამიზნე დაფაზე.
გადმოწერილი არქივის ამოხსნის ან git-დან კლონირების შემდეგ, ჩვენ ვიღებთ მზა buildroot-ს გამოსაყენებლად. დირექტორიაში სტრუქტურის შესახებ მეტი შეგიძლიათ წაიკითხოთ სახელმძღვანელოში; მე გეტყვით ყველაზე მნიშვნელოვანზე:

საბჭოს — დირექტორია თითოეული დაფის სპეციფიკური ფაილებით. ეს შეიძლება იყოს სკრიპტები სისტემის სურათების ფორმირებისთვის (iso, sdcart, cpio და სხვა), გადაფარვის დირექტორია, ბირთვის კონფიგურაცია და ა.შ.
კონფიგურაციები - დაფის რეალური დეკონფიგურაცია. Defconfig არის დაფის არასრული კონფიგურაცია. ის ინახავს მხოლოდ პარამეტრებს, რომლებიც განსხვავდება ნაგულისხმევი პარამეტრებისგან
dl — დირექტორია ჩამოტვირთული წყარო კოდებით/ფაილებით შეკრებისთვის
გამომავალი/სამიზნე — შედეგად OS-ის აწყობილი ფაილური სისტემა. შემდგომში იქმნება სურათები ჩამოსატვირთად/ინსტალაციისთვის
გამომავალი/მასპინძელი - მასპინძელი კომუნალური საშუალებები შეკრებისთვის
გამომავალი/აშენება - აწყობილი პაკეტები

ასამბლეის კონფიგურაცია ხდება KConfig-ის საშუალებით. იგივე სისტემა გამოიყენება Linux-ის ბირთვის შესაქმნელად. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ბრძანებების სია (შეასრულეთ buildroot დირექტორიაში):

• make menuconfig - გამოიძახეთ build კონფიგურაცია. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ გრაფიკული ინტერფეისი (გააკეთეთ nconfig, გააკეთეთ xconfig, გააკეთეთ gconfig)
• გააკეთეთ linux-menuconfig - გამოიძახეთ ბირთვის კონფიგურაცია.
• გაასუფთავეთ - გაასუფთავეთ მშენებლობის შედეგები (ყველაფერი შენახული გამომავალში)
• შექმნა - სისტემის აშენება. ეს არ აერთიანებს უკვე აწყობილ პროცესებს.
• make defconfig_name - გადართე კონფიგურაცია კონკრეტულ defconfig-ზე
• make list-defconfigs - აჩვენე defconfigs სია
• შექმენით წყარო - უბრალოდ ჩამოტვირთეთ ინსტალაციის ფაილები მშენებლობის გარეშე.
• დახმარება - ჩამოთვალეთ შესაძლო ბრძანებები

მნიშვნელოვანი შენიშვნები და სასარგებლო რჩევები

Buildroot არ აღადგენს უკვე აშენებულ პაკეტებს! აქედან გამომდინარე, შეიძლება შეიქმნას სიტუაცია, როდესაც საჭიროა სრული ხელახალი შეკრება.

თქვენ შეგიძლიათ აღადგინოთ ცალკე პაკეტი ბრძანებით პაკეტის სახელის აღდგენის გაკეთება. მაგალითად, შეგიძლიათ აღადგინოთ Linux ბირთვი:

make linux-rebuild

Buildroot ინახავს ნებისმიერი პაკეტის მდგომარეობას .stamp ფაილების შექმნით output/build/$packagename დირექტორიაში:

ამიტომ, თქვენ შეგიძლიათ აღადგინოთ root-fs და სურათები პაკეტების აღდგენის გარეშე:

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

სასარგებლო ცვლადები

buildroot-ს აქვს ცვლადების ნაკრები მარტივი კონფიგურაციისთვის

• $TOPDIR - buildroot დირექტორია
• $BASEDIR - OUTPUT დირექტორია
• $HOST_DIR, $STAGING_DIR, $TARGET_DIR — host fs, დადგმა fs, სამიზნე fs build დირექტორიები.
• $BUILD_DIR - დირექტორია გაუხსნელი და ჩაშენებული პაკეტებით

ვიზუალიზაცია

buildroot-ს აქვს ვიზუალიზაციის ფუნქცია. საბოლოო სისტემაში შეგიძლიათ შექმნათ დამოკიდებულების დიაგრამა, აშენების დროის გრაფიკი და პაკეტის ზომის გრაფიკი. შედეგები მოცემულია pdf ფაილების სახით (შეგიძლიათ აირჩიოთ svn, png) გამომავალი/გრაფიკის დირექტორიაში.

ვიზუალიზაციის ბრძანებების მაგალითები:

• make graph-depends დამოკიდებულების ხის აშენება
• make <pkg>-graph-depends შექმენით დამოკიდებულების ხე კონკრეტული პაკეტისთვის
• BR2_GRAPH_OUT=png make graph-build ნაკვეთის აშენების დრო PNG გამომავალით
• make graph-size ნაკვეთის პაკეტის ზომა

სასარგებლო სკრიპტები

buildroot დირექტორიაში არის ქვედირექტორია უტილიტები სასარგებლო სკრიპტებით. მაგალითად, არის სკრიპტი, რომელიც ამოწმებს პაკეტის აღწერილობების სისწორეს. ეს შეიძლება სასარგებლო იყოს თქვენი საკუთარი პაკეტების დამატებისას (ამას მოგვიანებით გავაკეთებ). ფაილი utils/readme.txt შეიცავს ამ სკრიპტების აღწერას.

მოდით ავაშენოთ აქციების განაწილება

მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ყველა ოპერაცია ხორციელდება ჩვეულებრივი მომხმარებლის სახელით და არა root.
ყველა ბრძანება შესრულებულია buildroot-ში. buildroot პაკეტი უკვე შეიცავს კონფიგურაციის კომპლექტს მრავალი ჩვეულებრივი დაფისთვის და ვირტუალიზაციისთვის.

მოდით შევხედოთ კონფიგურაციების ჩამონათვალს:

გადაერთეთ qemu_x86_64_defconfig კონფიგურაციაზე

make qemu_x86_64_defconfig

და ჩვენ ვიწყებთ შეკრებას

make

მშენებლობა წარმატებით დასრულდა, შეხედეთ შედეგებს:

Buildroot-მა შეადგინა სურათები, რომლებიც შეგიძლიათ გაუშვათ Qemu-ში და დაადასტუროთ, რომ ისინი მუშაობენ.

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

შედეგი არის სისტემა, რომელიც მუშაობს qemu-ში:

საკუთარი დაფის კონფიგურაციის შექმნა

დაფის ფაილების დამატება

მოდით შევხედოთ კონფიგურაციების ჩამონათვალს:

სიაში ვხედავთ pc_x86_64_efi_defconfig. ჩვენ შევქმნით საკუთარ დაფას მისი კონფიგურაციის კოპირებით:

cp configs/pc_x86_64_bios_defconfig configs/my_x86_board_defconfig

მოდით დაუყოვნებლივ შევქმნათ დაფის დირექტორია ჩვენი სკრიპტების, rootfs-overlay და სხვა საჭირო ფაილების შესანახად:

mkdir board/my_x86_board

გადართეთ ამ დეფკონფიგურაციაზე:

make my_x86_board_defconfig

ამრიგად, ახლა build config (შენახული .config-ში buildroot დირექტორიაში) შეესაბამება x86-64 legacy(bios) ჩატვირთვის სამიზნე მანქანას.

მოდით დავაკოპიროთ linux-kernel-ის კონფიგურაცია (გამოდგება მოგვიანებით):

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

build პარამეტრების დაყენება KConfig-ის საშუალებით

დავიწყოთ დაყენება:

make menuconfig 

KConfig ფანჯარა გაიხსნება. შესაძლებელია გრაფიკული ინტერფეისის კონფიგურაცია (გააკეთე nconfig, გააკეთე xconfig, გააკეთე gconfig):

ჩვენ შევდივართ პირველ განყოფილებაში Target Options. აქ შეგიძლიათ აირჩიოთ სამიზნე არქიტექტურა, რომლისთვისაც განხორციელდება მშენებლობა.

Build პარამეტრები - აქ არის სხვადასხვა build პარამეტრები. თქვენ შეგიძლიათ მიუთითოთ დირექტორიები საწყისი კოდებით, build thread-ების რაოდენობა, სარკეები საწყისი კოდების ჩამოტვირთვისთვის და სხვა პარამეტრები. მოდით დავტოვოთ პარამეტრები ნაგულისხმევად.

ხელსაწყოების ჯაჭვი – თავად build ინსტრუმენტები კონფიგურირებულია აქ. წაიკითხეთ მეტი მის შესახებ.

ხელსაწყოების ჯაჭვის ტიპი - გამოყენებული ხელსაწყოების ჯაჭვის ტიპი. ეს შეიძლება იყოს buildroot-ში ჩაშენებული ინსტრუმენტების ჯაჭვი ან გარე (შეგიძლიათ მიუთითოთ დირექტორია უკვე ჩაშენებული ან url ჩამოტვირთვისთვის). არსებობს დამატებითი ვარიანტები სხვადასხვა არქიტექტურისთვის. მაგალითად, arm-ისთვის შეგიძლიათ უბრალოდ აირჩიოთ გარე ხელსაწყოების ჯაჭვის Linaro ვერსია.

C ბიბლიოთეკა – C ბიბლიოთეკის შერჩევა. ამაზეა დამოკიდებული მთელი სისტემის მუშაობა. როგორც წესი, გამოიყენება glibc, რომელიც მხარს უჭერს ყველა შესაძლო ფუნქციას. მაგრამ ის შეიძლება იყოს ძალიან დიდი ჩაშენებული სისტემისთვის, ამიტომ ხშირად ირჩევენ uglibc ან musl. ჩვენ ვირჩევთ glibc-ს (ეს მოგვიანებით იქნება საჭირო systemd-ის გამოსაყენებლად).

Kernel Headers და Custom Kernel Headers სერია – უნდა ემთხვეოდეს ბირთვის ვერსიას, რომელიც იქნება აწყობილ სისტემაში. ბირთვის სათაურებისთვის ასევე შეგიძლიათ მიუთითოთ გზა tarball ან git საცავამდე.

GCC შემდგენელის ვერსიები – შეარჩიეთ შემდგენელი ვერსია, რომელიც გამოყენებული იქნება მშენებლობისთვის
ჩართეთ C++ მხარდაჭერა – აირჩიეთ სისტემაში C++ ბიბლიოთეკების მხარდაჭერით აშენება. ეს გამოგვადგება მომავალში.

დამატებითი gcc პარამეტრები – შეგიძლიათ დააყენოთ დამატებითი შემდგენელი პარამეტრები. ჩვენ ჯერ არ გვჭირდება.

სისტემის კონფიგურაცია საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ შექმნილი სისტემის მომავალი პარამეტრები:

ქულების უმეტესობა აშკარაა სათაურიდან. მოდით ყურადღება მივაქციოთ შემდეგ პუნქტებს:
გზა მომხმარებელთა ცხრილებისკენ - შეიქმნება ცხრილი მომხმარებლებით (https://buildroot.org/downloads/manual/manual.html#makeuser-syntax).

მაგალითი ფაილი. მომხმარებლის მომხმარებელი შეიქმნება პაროლით admin, ავტომატურად gid/uid, /bin/sh shell, ნაგულისხმევი ჯგუფის მომხმარებელი, ჯგუფის წევრი root, კომენტარი Foo მომხმარებელი.

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

Root ფაილური სისტემის გადაფარვის დირექტორიები - დირექტორია, რომელიც გადაფარებულია აწყობილი target-fs-ის თავზე. ამატებს ახალ ფაილებს და ცვლის არსებულებს.

მორგებული სკრიპტები გასაშვებად ფაილური სისტემის სურათების შექმნამდე - სკრიპტები შესრულებულია ფაილური სისტემის სურათებად დაკეცვამდე. მოდით დავტოვოთ სცენარი ცარიელი.

მოდით გადავიდეთ ბირთვის განყოფილებაში

ბირთვის პარამეტრები დაყენებულია აქ. თავად ბირთვი კონფიგურირებულია make linux-menuconfig-ის მეშვეობით.
თქვენ შეგიძლიათ დააყენოთ ბირთვის ვერსია სხვადასხვა გზით: აირჩიეთ შემოთავაზებულიდან, შეიყვანეთ ვერსია ხელით, მიუთითეთ საცავი ან მზა ტარბოლი.

ბირთვის კონფიგურაცია — გზა ბირთვის კონფიგურაციისკენ. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ ნაგულისხმევი კონფიგურაცია არჩეული არქიტექტურისთვის ან defocnfig Linux-დან. Linux-ის წყარო შეიცავს დეფკონფიგურაციის კომპლექტს სხვადასხვა სამიზნე სისტემებისთვის. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ის, რაც გჭირდებათ უშუალოდ აქ წყაროების დათვალიერებით. მაგალითად, ბიგლის ძვლის შავი დაფისთვის შეგიძლიათ აირჩიეთ კონფიგურაცია.

სამიზნე პაკეტების განყოფილება საშუალებას გაძლევთ აირჩიოთ რომელი პაკეტები დაინსტალირებული იქნება აშენებულ სისტემაზე. უცვლელად დავტოვოთ. ჩვენ მოგვიანებით დავამატებთ ჩვენს პაკეტებს ამ სიაში.
ფაილური სისტემის სურათები - ფაილური სისტემის სურათების სია, რომლებიც შეგროვდება. დაამატეთ iso სურათი

ჩამტვირთველები - ჩამტვირთველების შერჩევა შესაგროვებლად. ავირჩიოთ იზოლინიქსი

სისტემის კონფიგურაცია

Systemd ხდება Linux-ის ერთ-ერთი საყრდენი ბირთვთან და glibc-თან ერთად. ამიტომ, მისი პარამეტრი გადავიტანე ცალკეულ პუნქტში.

კონფიგურაცია ხდება make menuconfig, შემდეგ სამიზნე პაკეტების → სისტემის ხელსაწყოების → systemd მეშვეობით. აქ შეგიძლიათ მიუთითოთ, რომელი systemd სერვისები დაინსტალირდება და დაიწყება სისტემის დაწყებისას.

სისტემის კონფიგურაციის შენახვა

ჩვენ ვინახავთ ამ კონფიგურაციას KConfig-ის საშუალებით.

შემდეგ შეინახეთ ჩვენი defconfig:

make savedefconfig

Linux Kernel კონფიგურაცია

Linux-ის ბირთვის კონფიგურაცია გამოძახებულია შემდეგი ბრძანებით:

make linux-menuconfig

მოდით დავამატოთ მხარდაჭერა Virtualbox ვიდეო ბარათისთვის

მოდით დავამატოთ Virtualbox Guest-ის ინტეგრაციის მხარდაჭერა

Შენახვა და გამოსვლა. მნიშვნელოვანი: კონფიგურაცია შეინახება output/build/linux-$version/config-ში, მაგრამ არა board/my_x86_board/linux.config-ში

ამიტომ, თქვენ უნდა ხელით დააკოპიროთ კონფიგურაცია შენახვის ადგილას:

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

რის შემდეგაც ჩვენ შევასრულებთ მთელი სისტემის სრულ აწყობას. buildroot არ აღადგენს იმას, რაც უკვე აშენებულია, თქვენ ხელით უნდა მიუთითოთ პაკეტები აღდგენისთვის. იმისათვის, რომ არ დავკარგოთ დრო და ნერვები, უფრო ადვილია პატარა სისტემის მთლიანად აღდგენა):

make clean;make

აწყობის დასრულების შემდეგ გაუშვით VirtualBox (ტესტირებულია 5.2 და 6.0 ვერსიებზე) ჩატვირთვა CD-დან. სისტემის პარამეტრები:

აწყობილი iso-დან გაშვება:

გამოყენებული მასალების ჩამონათვალი

1. Buildroot სახელმძღვანელო

წყარო: www.habr.com