Сборка ядра linux под arm процессор.
Операционная система linux часто используется для встраиваемых (они же embedded) устройств, которые в свою очередь часто построены на основе контроллеров с архитектурой ARM.
Исходный код
Скачать исходный код ядра linux можно с http://git.kernel.org
Например, если использовать код из проекта project:
git clone git://git.kernel.org/pub/scm/
project
После того как исходники будут скачаны, заходим в директорию с исходным кодом ядра linux.
Для того что бы отделить результат компиляции от исходного кода, создаем директорию build
Компилятор
Распаковываем ( например в /home/user ):
tar -xf arm-2009q3-67-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2
И устанавливаем переменную PATH:
export PATH=$:/home/user/arm-2009q3
Задаем переменные окружения для компиляции:
export ARCH=arm export CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-
Конфигурирование ядра linux
Если нужная конфигурация уже существует ( например arch/arm/configs/colibri_pxa320_defconfig ), то выполняем:
make colibri_pxa320_defconfig O=../build
Если необходимо создать свою конфигурацию ядра linux, или изменить существующую то запускаем:
и выбираем необходимые опции. Опции могут быть вкомпилированны в ядро или подгружаться как модули. В первом случае перед соответствующим пунктом меню отображается [*] , во втором [M].
Компиляция ядра linux
Что бы скомпилировать ядро надо выполнить команду:
Когда сборка ядра linux будет закончена, оно будет лежать в ../build/arch/arm/boot/uImage
Сброка модулей ядра linux
Если какие-то опции ядра были включены как модули, то их тоже надо скомпилировать
mkdir /home/user/tmp/modules make modules O=../build/ make modules_install O=../build/ INSTALL_MOD_PATH=/home/user/tmp/modules
Что бы изменить директорию (папку) в которую modules_install установит модули, указываем путь, используя переменную INSTALL_MOD_PATH.
В дальнейшем, что бы положить модули ядра на устройство, надо просто скопировать, все что лежит в директории /home/user/tmp/modules в корень файловой системы устройства. При этом важно сохранить структуру каталогов, самый просто способ — упаковать папку, а затем разархивировать ее на приборе.
Очистка проекта
Что бы удалить все файлы, созданные при компиляции:
Если же необходимо удалить файлы, полученные при конфигурации ядра linux, нам поможет Мистер Пропер 🙂
Запись опубликована в рубрике Встраиваемые системы с метками arm, kernel, linux. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Заводим GNU/Linux на ARM-плате с нуля (на примере Kali и iMX.6)
tl;dr: собираю образ Kali Linux для ARM-компьютера, в программе debootstrap , linux и u-boot .
Если вы покупали какой-нибудь не очень популярный одноплатник, то могли столкнуться с отсутствием для него образа любимого дистрибутива. Приблизительно то же самое случилось с планируемым Flipper One. Kali Linux под IMX6 просто нету (я готовлю), поэтому собирать приходится самостоятельно.
Процесс загрузки достаточно простой:
- Инициализируется железо.
- Из некоторой области на запоминающем устройства (SD-карта/eMMC/etc) считывается и выполняется загрузчик.
- Загрузчик ищет ядро операционной системы и загружает его в некоторую область памяти и выполняет.
- Ядро загружает всю остальную ОС.
Сборка корневой файловой системы
Для начала нужно подготовить разделы. Das U-Boot поддерживает разные ФС, я выбрал FAT32 для /boot и ext3 для корня, это стандартная разметка образов для Kali под ARM. Я воспользуюсь GNU Parted, но вы можете сделать то же самое более привычным fdisk . Также понадобятся dosfstools и e2fsprogs для создания ФС: apt install parted dosfstools e2fsprogs .
- Отмечаем SD-карту как использующую MBR-разметку: parted -s /dev/mmcblk0 mklabel msdos
- Создаём раздел под /boot на 128 мегабайт: parted -s /dev/mmcblk0 mkpart primary fat32 1MiB 128MiB . Первый пропущенный мегабайт необходимо оставить под саму разметку и под загрузчик.
- Создаём корневую ФС на всю оставшуюся ёмкость: parted -s /dev/mmcblk0 mkpart primary ext4 128MiB 100%
- Если вдруг у вас не создались или не изменились файлы разделов, надо выполнить `partprobe`, тогда таблица разделов будет перечитана.
- Создаём файловую систему загрузочного раздела с меткой BOOT : mkfs.vfat -n BOOT -F 32 -v /dev/mmcblk0p1
- Создаём корневую ФС с меткой ROOTFS : mkfs.ext3 -L ROOTFS /dev/mmcblk0p2
- Монтируем раздел в /mnt/ (используйте более удобную для себя точку монтирования): mount /dev/mmcblk0p2 /mnt
- Собственно заполняем файловую систему: debootstrap —foreign —include=qemu-user-static —arch armhf kali-rolling /mnt/ http://http.kali.org/kali . Параметр —include указывает дополнительно установить некоторые пакеты, я указал статически собранный эмулятор QEMU. Он позволяет выполнять chroot в ARM-окружение. Смысл остальных опций можно посмотреть в man debootstrap . Не забудьте, что не любая ARM-плата поддерживает архитектуру armhf .
- Из-за разницы архитектур debootstrap выполняется в два этапа, второй выполняется так: chroot /mnt/ /debootstrap/debootstrap —second-stage
- Теперь нужно зачрутиться: chroot /mnt /bin/bash
- Заполняем /etc/hosts и /etc/hostname целевой ФС. Заполните по аналогии с содержимым на вашем локальном компьютере, не забудьте только заменить имя хоста.
- Можно донастроить всё остальное. В частности я доустанавливаю locales (ключи репозитория), перенастраиваю локали и часовой пояс ( dpkg-reconfigure locales tzdata ). Не забудьте задать пароль командой passwd .
- Задаём пароль для root командой passwd .
- Приготовления образа для меня завершаются заполнением /etc/fstab внутри /mnt/ .
Наконец, можно примонтировать загрузочный раздел, он нам понадобится для ядра: `mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/boot/`
Сборка Linux
Для сборки ядра (и загрузчика потом) на Debian Testing надо установить стандартный набор из GCC, GNU Make и заголовочных файлов GNU C Library для целевой архитектуры (у меня armhf ), а также заголовки OpenSSL, консольный калькулятор bc , bison и flex : apt install crossbuild-essential-armhf bison flex libssl-dev bc . Так как загрузчик по умолчанию ищет файл zImage на файловой системе загрузочного раздела, пора разбивать флешку.
- Клонировать ядро слишком долго, поэтому просто скачаю: wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.9.1.tar.xz . Распакуем и перейдём в директорию с исходниками: tar -xf linux-5.9.1.tar.xz && cd linux-5.9.1
- Конфигурируем перед компиляцией: make ARCH=arm KBUILD_DEFCONFIG=imx_v6_v7_defconfig defconfig . Конфиг находится в директории arch/arm/configs/ . Если такового нет, вы можете попробовать найти и скачать готовый и передать название файла в этой директории в параметр KBUILD_DEFCONFIG . В крайнем случае сразу переходите к следующему пункту.
- Опционально можно докрутить настройки: make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
- И кроскомпилируем образ: make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
- Теперь можно скопировать файлик с ядром: cp arch/arm/boot/zImage /mnt/boot/
- И файлы с DeviceTree (описание имеющегося на плате железа): cp arch/arm/boot/dts/*.dtb /mnt/boot/
- И доустановить собранные в виде отдельных файлов модули: make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- INSTALL_MOD_PATH=/mnt/ modules_install
Das U-Boot
Так как загрузчик интерактивный, для проверки его работы достаточно самой платы, запоминающего устройства и опционально устройства USB-to-UART. То есть, можно ядро и ОС отложить на потом.
Абсолютное большинство производителей предлагают использовать Das U-Boot для первичной загрузки. Полноценная поддержка обычно обеспечивается в собственном форке, но и в апстрим контрибьютить не забывают. В моём случае плата поддерживается в мейнлайне, поэтому форк я проигнорировал.
- Клонируем стабильную ветку репозитория: git clone https://gitlab.denx.de/u-boot/u-boot.git -b v2020.10
- Переходим в саму директорию: cd u-boot
- Готовим конфигурацию сборки: make mx6ull_14x14_evk_defconfig . Это работает только если конфигурация есть в самом Das U-Boot, в ином случае вам потребуется найти конфиг производителя и положить его в корень репозитория в файл .config , или собрать иным рекомендованным производителем образом.
- Собираем сам образ загрузчика кросс-компилятором armhf : make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- u-boot.imx
Готово, можно загрузиться. Загрузчик должен сообщить собственную версию, некоторую информацию о плате и попытаться найти образ ядра на разделе. В случае неудачи будет пытаться загрузиться по сети. В целом вывод довольно подробный, можно найти ошибку в случае проблемы.
Вместо заключения
А вы знали, что лоб у дельфина не костистый? Это буквально третий глаз, жировая линза для эхолокации!