🥇Skapande av en Ubuntu-avbildning för ARM "from scratch"

När utvecklingen just har börjat är det ofta oklart vilka paket som kommer att ingå i den målinriktade rootfs.

Med andra ord är det för tidigt att greppa LFS, buildroot eller yocto (eller något annat), men vi måste redan börja. För de som har resurser (jag har 4GB eMMC på mina pilotavbilder) finns det en lösning - att dela ett distributionspaket med utvecklarna, vilket snabbt gör det möjligt att få något som saknas för tillfället, och sedan kan vi alltid samla paketlistor och skapa en lista för den målinriktade rootfs.

Denna artikel innehåller ingen nyhet och är en enkel copy-paste-instruktion.

Syftet med artikeln är att samla Ubuntu rootfs för ARM-kort (i mitt fall baserat på Colibri imx7d).

Samla avbilden

Vi samlar den målinriktade rootfs för distribution.

Vi packar upp Ubuntu Base

Vi väljer version själva baserat på behov och egna preferenser. Här har jag listat 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

Kontrollera stöd för BINFMT i kärnan

Om du har en vanlig distribution så finns stöd för BINFMT_MISC och allt är konfigurerat; om inte - är jag säker på att du vet hur du aktiverar stöd för BINFMT i kärnan.

Kontrollera att BINFMT_MISC är aktiverat i kärnan:

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

Nu måste vi kontrollera inställningarna:

$ 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

Vi kan registrera manuellt med hjälp av, till exempel, denna instruktion.

Konfigurera qemu static arm

Nu behöver vi en statiskt kompilerad qemu-instans.

!!! VARNA !!!
Om du planerar att använda en container för att bygga något, se:
https://sourceware.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=23960
https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1805913
Då för x86_64-värd och arm-gäst måste den i386-version av qemu användas:
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
# sökväg i rootfs och namn på körbar fil måste överensstämma med /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), statiskt länkad, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, för GNU/Linux 3.2.0, avskalad
$ 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), statiskt länkad, BuildID[sha1]=be45f9a321cccc5c139cc1991a4042907f9673b6, för GNU/Linux 3.2.0, avskalad

Chroot

En enkel skript:

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

Vi beundrar resultatet:

$ ./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

Av nyfikenhet kommer vi att mäta storleken före och efter installationen av det minimi (för mig) paketset:

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

Låt oss uppdatera:

# apt update
# apt upgrade --yes

Vi installerar de paket vi är intresserade av:

# 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

Huvudfiler för kärnan, moduler är ett helt annat kapitel. Vi kan förstås inte installera bootloader, kärna, moduler, enhetsträd via Ubuntu. De kommer till oss utifrån, antingen samlar vi dem själva eller så tillhandahålls de av tillverkaren av kortet; i vilket fall som helst ligger det utanför denna instruktion.

En viss grad av versionsavvikelse är acceptabelt, men det är bättre att ta dem från kärnbyggnaden.

# apt install --yes linux-headers-generic

Låt oss se vad vi har fått och det är inte lite:

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

Glöm inte att ställa in ett lösenord.

Vi packar bilden

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

Dessutom kan vi installera etckeeper med inställningen autopush

Låt oss säga att vi har delat vår byggnad, arbetet har börjat; hur ska vi sedan sammanställa olika versioner av vårt system?

Etckeeper kan komma till vår hjälp.

Säkerhet är en personlig fråga:

du kan skydda specifika grenar

generera en unik nyckel för varje enhet

förbjuda force push

och så vidare ...

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

Vi konfigurerar autopush

Vi kan förstås skapa grenar på enheten i förväg (till exempel skapa ett skript eller en tjänst som körs vid första start).

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

Men vi kan vara lite smartare …

Den lata vägen

Låt oss säga att vi har någon unik identifierare, som till exempel processorserienummer (eller MAC — seriösa företag köper ett intervall):

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

Då kan vi använda den för namn på den gren vi kommer att pusha till:

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

Skapa ett enkelt skript:

# 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

Och allt — efter en tid kan vi se förändringar och skapa en lista med paket för den målinriktade firmware.