Criando uma imagem Ubuntu para ARM “do zero”

Quando o desenvolvimento apenas começa, muitas vezes não está claro quais pacotes irão para os rootfs de destino.

Em outras palavras, é muito cedo para pegar o LFS, buildroot ou yocto (ou qualquer outra coisa), mas você já precisa começar. Para os ricos (tenho 4 GB de eMMC em amostras piloto), existe uma saída para distribuir aos desenvolvedores uma distribuição que lhes permitirá entregar rapidamente algo que está faltando no momento, e então podemos sempre coletar listas de pacotes e criar uma lista para os rootfs alvo.

Este artigo não é novo e é uma instrução simples de copiar e colar.

O objetivo do artigo é construir rootfs Ubuntu para placas ARM (no meu caso, baseado em Colibri imx7d).

Construindo uma imagem

Montamos os rootfs alvo para replicação.

Descompactando o Ubuntu Base

Nós mesmos escolhemos o lançamento com base nas necessidades e em nossas próprias preferências. Aqui eu dei 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

Verificando o suporte BINFMT no kernel

Se você tem uma distribuição comum, então há suporte para BINFMT_MISC e tudo está configurado, caso contrário, tenho certeza que você sabe como habilitar o suporte BINFMT no kernel.

Certifique-se de que BINFMT_MISC esteja habilitado no kernel:

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

Agora você precisa verificar as configurações:

$ 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

Você pode se registrar manualmente usando, por exemplo, aqui estão essas instruções.

Configurando braço estático qemu

Agora precisamos de uma instância qemu montada estaticamente.

!!! ATENÇÃO!!!
Se você planeja usar um contêiner para construir algo, confira:
https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=23960
https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1805913
Então, para host x86_64 e convidado arm, você precisa usar a versão i386 do 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
# путь в rootfs и имя исполняемого файла должно совпадать с /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

Roteiro simples:

ch-mount.sh

#!/bin/bash

function mnt() {
    echo "MOUNTING"
    sudo mount -t proc /proc proc
    sudo mount --rbind /sys sys
    sudo mount --make-rslave sys
    sudo mount --rbind /dev dev
    sudo mount --make-rslave dev
    sudo mount -o bind /dev/pts dev/pts
    sudo chroot 
}

function umnt() {
    echo "UNMOUNTING"
    sudo umount proc
    sudo umount sys
    sudo umount dev/pts
    sudo umount 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 : 
    echo 2nd parameter : 
fi

Admiramos o resultado:

$ ./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

Só por diversão, vamos medir o tamanho antes e depois de instalar o conjunto mínimo (para mim) de pacotes:

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

Vamos atualizar:

# apt update
# apt upgrade --yes

Vamos instalar os pacotes que nos interessam:

# 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

Arquivos e módulos de cabeçalho do kernel são um assunto separado. Claro, não instalaremos o bootloader, kernel, módulos, árvore de dispositivos via Ubuntu. Eles virão de fora ou nós mesmos os montaremos ou nos serão fornecidos pelo fabricante da placa, em qualquer caso isso está além do escopo desta instrução.

Até certo ponto, a divergência de versões é aceitável, mas é melhor retirá-las da compilação do kernel.

# apt install --yes linux-headers-generic

Vamos ver o que aconteceu e deu muito certo:

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

Não se esqueça de definir uma senha.

Empacotando a imagem

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

Além disso, podemos instalar o etckeeper com a configuração autopush

Bem, digamos que distribuímos nossa montagem, o trabalho começou sobre a melhor forma de montar posteriormente diferentes versões de nosso sistema.

etckeeper pode vir em nosso auxílio.

A segurança é uma questão pessoal:

  • você pode proteger certos ramos
  • gerar uma chave exclusiva para cada dispositivo
  • desabilitar push forçado
  • etc. ...
# ssh-keygen
# apt install etckeeper
# etckeeper init
# cd /etc
# git remote add origin ...

Vamos configurar o envio automático

Podemos, é claro, criar ramificações no dispositivo com antecedência (digamos que criamos um script ou serviço que será executado na primeira vez que for iniciado).

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

Ou podemos fazer algo mais inteligente...

Maneira preguiçosa

Vamos ter algum tipo de identificador único, digamos o número de série do processador (ou MAC - empresas sérias compram a linha):

gato / 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

Então podemos usá-lo para o nome do branch para o qual enviaremos:

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

Vamos criar um script simples:

# 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

E isso é tudo - depois de um tempo podemos observar as alterações e criar uma lista de pacotes para o firmware de destino.

Materiais recomendados

BINFMT_MISC
Suporte do Kernel para diversos formatos binários (binfmt_misc)
Compilando com o usuário qemu chroot
Construindo rootfs do Ubuntu para ARM
Como criar um Ubuntu personalizado do zero
Crossdev qemu-static-user-chroot
guarda-costas

problema getdents64

readdir() retorna NULL (errno = EOVERFLOW) para qemu estático do usuário de 32 bits no host de 64 bits
Hash Ext4 de 64 bits quebra glibc 32+ de 2.28 bits
compiler_id_detection falha para armhf ao usar emulação de modo de usuário QEMU
CMake não funciona corretamente no qemu-arm

Fonte: habr.com