Linux Kernel Pratice 0: Buildroot (1/2)

理論上不應該要邊移動邊開火，延長戰線。不過計劃趕不上變化，既來之則安之。

最近因為特別因素開始學習Linux kernel，看能不能Linux kernel和STM32兩邊都不要漏掉。不管怎樣，學習和實習絕對分不開，所以還是從環境架設開始吧。這次的實習環境架設的目標是：

  1. 可以使用ARM 平臺。一方面追求流行，一方面我不想再開x86這個副本
  2. 可以方便地建立ARM平臺的Linux Rootfs和kernel版本
  3. 可以方便地更改指定要編譯的Kernel版本
  4. 透過Qemu ，使用2的Rootfs和kernel開機
  5. 透過Qemu和搭配的工具可以分析Linux kernel的run time 行為

今天只有辦到1, 2和4而已，剩下的還要繼續努力。

目錄

測試環境

因為我已經裝過開發相關的套件，因此如果您是新手可能要自行摸索也許有需要另外安裝的套件如git。嘛，練習解讀錯誤訊息也是一種學習。

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:    Ubuntu
Description:    Ubuntu 14.04.5 LTS
Release:    14.04
Codename:    trusty

安裝Buildroot

主要分成下面三個步驟

下載Buildroot

直接看例子，剪下貼上就好

mkdir buildroot
cd buildroot
git clone git://git.buildroot.net/buildroot

設定ARM 環境

網路上查到大部分都是從make menuconfig開始。不過我是很明確地要用Qemu跑ARM的系統。所以就找了一下發現有下面的指令

make qemu_x86_defconfig

想說既然有x86_defconfig，那應該有arm_defconfig吧? 錯！那我就去buildroot/board/qemu目錄下找，有看到arm-versatile。印象中以前有用過Qemu跑的Debian系統也是versatile。所以就很高興地下了

make qemu_arm-versatile_defconfig

結果一樣GG，估狗查才知道正確的用法是：

make qemu_arm_versatile_defconfig

更新: 後來看手冊才知道有make list-defconfigs可以查詢有哪些default config，果然前輩說要RTFM是對的，唉。

接下來就用make menuconfig做細項調整，我主要是改成

  1. 使用glibc
  2. 使用gcc 4.8
    • 預設5.x，因為我想要編Linux kernel 4.4.2。以前PC經驗使用gcc 5.x極端痛苦，後來還是換回gcc 4.8
  3. 一些除錯設定

另外本來想要嘗試設定更動Kernel版本，但是發現需要更進一步的瞭解buildroot才能夠達成。當作下次目標吧。

編譯及輸出

編譯只要下make就會幫你下載和編譯開機需要的

  1. 套件和一些常用工具，並封裝到output/image/roofs.ext2
  2. Kernel(預設4.7)，編譯成zImage，放在output/image/zImage

測試

接下來也不難，可以參考board/qemu/arm-versatile/readme.txt 簡單來說就是執行下面指令，開機完使用root登入不用密碼，使用poweroff後再手動離開qemu。

qemu-system-arm -M versatilepb -kernel output/images/zImage -dtb output/images/versatile-pb.dtb -drive file=output/images/rootfs.ext2,if=scsi,format=raw -append "root=/dev/sda console=ttyAMA0,115200" -serial stdio -net nic,model=rtl8139 -net user

執行畫面如下

$ qemu-system-arm -M versatilepb -kernel output/images/zImage -dtb output/images/versatile-pb.dtb -drive file=output/images/rootfs.ext2,if=scsi,format=raw -append "root=/dev/sda console=ttyAMA0,115200" -serial stdio -net nic,model=rtl8139 -net user
...
Booting Linux on physical CPU 0x0
Linux version 4.7.0 (user@host) (gcc version 4.8.5 (Buildroot 2016.11-git-00439-g14b2472) ) #1 Mon Sep 26 22:36:42 CST 2016
CPU: ARM926EJ-S [41069265] revision 5 (ARMv5TEJ), cr=00093177
CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache
Machine model: ARM Versatile PB
....
EXT4-fs (sda): re-mounted. Opts: block_validity,barrier,user_xattr,errors=remount-ro
Starting logging: OK
Initializing random number generator... random: dd urandom read with 46 bits of entropy available
done.
Starting network: 8139cp 0000:00:0c.0 eth0: link up, 100Mbps, full-duplex, lpa 0x05E1
...
adding dns 10.0.2.3
OK

Welcome to Buildroot
buildroot login: root
#

參考資料

下次準備看的資料