🥇Tworzenie obrazu Ubuntu dla ARM „od podstaw”

Kiedy rozwój dopiero się zaczyna, często jeszcze nie jest jasne, które pakiety będą potrzebne w docelowym rootfs.

Innymi słowy, chwytanie się LFS, buildroota czy yocto (albo czegoś innego) jest przedwczesne, a już należy zacząć. Dla zamożnych (w moim przypadku na prototypach 4GB eMMC) istnieje możliwość rozdystrybuowania deweloperom dystrybucji, która pozwoli szybko dostarczyć to, czego aktualnie brakuje, a potem zawsze możemy zbudować listy pakietów i stworzyć listę dla docelowego rootfs.

Ten artykuł nie przynosi nowości i jest prostą instrukcją copy-paste.

Celem artykułu jest zbudowanie Ubuntu rootfs dla płyty ARM (w moim przypadku na bazie Colibri imx7d).

Tworzenie obrazu

Tworzymy docelowy rootfs do powielania.

Rozpakowujemy Ubuntu Base

Wybieramy wydanie na podstawie potrzeb i własnych preferencji. Tutaj podałem 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

Sprawdzamy wsparcie dla BINFMT w jądrze

Jeśli masz popularną dystrybucję, wsparcie BINFMT_MISC jest dostępne i wszystko jest skonfigurowane, jeśli nie — to jestem pewien, że wiesz jak włączyć wsparcie BINFMT w jądrze.

Upewnij się, że BINFMT_MISC jest włączone w jądrze:

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

Teraz należy sprawdzić ustawienia:

$ 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

Można zarejestrować ręcznie za pomocą, na przykład, tej instrukcji.

Konfiguracja qemu statycznego arm

Teraz będziemy potrzebować statycznej wersji qemu.

!!! UWAGA!!!
Jeśli planujesz używać kontenera do budowania czegokolwiek, zapoznaj się z:
https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=23960
https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1805913
W takim razie dla hosta x86_64 i gościa arm należy użyć wersji i386 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
# ścieżka w rootfs i nazwa pliku wykonywalnego musi zgadzać się z /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), statically linked, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, for GNU/Linux 3.2.0, stripped
$ 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), statically linked, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, for GNU/Linux 3.2.0, stripped

Chroot

Prosty skrypt:

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

Podziwiamy uzyskany rezultat:

$ ./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

Dla ciekawości zmierzymy rozmiar przed i po zainstalowaniu minimalnego (dla mnie) zestawu pakietów:

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

Zaktualizujemy:

# apt update
# apt upgrade --yes

Zainstalujemy interesujące nas pakiety:

# 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

Pliki nagłówkowe jądra, moduły, to osobna sprawa. Bootloader, jądro, moduły, drzewo urządzeń przez Ubuntu oczywiście nie zainstalujemy. Przyjdą do nas z zewnątrz lub sami je skompletujemy, lub dostarczy je producent płyty, w każdym razie to jest poza zakresem tej instrukcji.

Do pewnego stopnia rozbieżność wersji jest do zaakceptowania, ale lepiej wziąć je ze kompilacji jądra.

# apt install --yes linux-headers-generic

Sprawdzamy, co uzyskaliśmy i uzyskaliśmy sporo:

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

Nie zapomnij ustawić hasła.

Pakujemy obraz

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

Dodatkowo możemy zainstalować etckeeper z ustawieniem autopush

No dobrze, podaliśmy naszą kompilację, praca ruszyła, jak najlepiej później skompilować różne wersje naszego systemu.

Może nam pomóc etckeeper.

Bezpieczeństwo to indywidualna sprawa każdego:

możesz zabezpieczyć określone gałęzie

generować unikalny klucz dla każdego urządzenia

zabronić force push

itd. …

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

Skonfigurujmy autopush

Możemy oczywiście z góry stworzyć gałęzie na urządzeniu (na przykład stworzyć skrypt lub usługę, która zostanie uruchomiona przy pierwszym uruchomieniu).

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

Możemy zrobić to sprytniej…

Leniwy sposób

Niech będzie jakiś unikalny identyfikator, na przykład numer seryjny procesora (lub MAC — poważne firmy kupują zakres):

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

Wtedy możemy wykorzystać go jako nazwę gałęzi, na którą będziemy pushować:

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

Stwórzmy prosty skrypt:

# 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

I to wszystko — po pewnym czasie możemy sprawdzić zmiany i stworzyć listę pakietów do docelowego oprogramowania.