Портируем GNU/Linux на ARM-плату (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.
- 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!
how to port intel based linux application to ARM platform
I need to port a few Intel based Linux applications to the ARM platform. Can anybody tell me what are the best cross compiling tools for this project? Thanks.
Sorry for my quick and unclear question. I know there are several tools that we can use to cross compile an application for ARM platform. For example, openEmbedded and bitbake is one option and codeSoucery is another. I also find an Eclipse plugin for cross compiling purpose for ARM platform. I am not sure which one to use.
1 Answer 1
On the Ubuntu Linux host you may use just a default ARM toolchain:
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi To build your linux applications you just have to use the same tools, but prefixed with:
For example, to build a simple helloworld.c:
arm-linux-gnueabi-gcc -o helloworld helloworld.c You can also set some ARM-related flags to optimize your build or to specify your target platform. Here some examples of important ARM GCC flags, depending on the target ARM CPU:
ARM 11: -mtune=arm1136j-s -mfpu=vfp -mfp=vfp -march=armv6 -mfloat-abi=softfp Cortex A8: -mtune=cortex-a8 -mfpu=neon -mfloat-abi=softfp -Wl,--fix-cortex-a8 Cortex A9: -mtune=cortex-a9 -mfpu=neon -mfloat-abi=softfp Note, that your target ARM CPU may require another options, for example if it doesn’t support NEON instructions. GCC compilers from CodeSourcery may also need another options set — just read the docs from CodeSourcery for a particular GCC version.
Porting Linux Kernel to ARM
This document describes the basic steps to developed and embedded Linux-based system using the Raspberry PI board. The document has been specifically written to use a RaspBerry-PI development system based on the BCM2835 processor. All the software elements used have a GPL license
Download Free PDF View PDF
International Journal of Computer Applications
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
Download Free PDF View PDF
This article is about booting at the details of the Kernel to see how an operating system starts life after computers boot up right up to the point where the boot loader, after stuffing the Kernel image into memory, is about to jump into the Kernel entry point. In computing, the Kernel is a computer program that manages input/output requests from software, and translates them into data processing instructions for the central processing unit and other electronic components of a computer. The Kernel is a fundamental part of a modern computer’s operating system. A Kernel connects the application software to the hardware of a computer The critical code of the Kernel is usually loaded into a protected area of memory, which prevents it from being overwritten by other, less frequently used parts of the operating system or by applications. The Kernel performs its tasks, such as executing processes and handling interrupts, in Kernel space, whereas everything a user normally does, such as writing text in a text editor or running programs in a GUI (graphical user interface), is done in user space. This separation prevents user data and Kernel data from interfering with each other and thereby diminishing performance or causing the system to become unstable (and possibly crashing). When a process makes requests of the Kernel, the request is called a system call. Various Kernel designs differ in how they manage system calls and resources. For example, a monolithic Kernel executes all the operating system instructions in the same address space in order to improve the performance of the system. A microKernel runs most of the operating system’s background processes in user space, to make the operating system more modular and, therefore, easier to maintain.
Download Free PDF View PDF