创建 Ubuntu 根文件系统

使用 miniroot 来创建并引导系统

miniroot 的主页是:http://androtab.info/miniroot/miniroot 是个非常小巧的 shell 环境,用来安装和引导其它根文件系统,例如 Ubuntu, Gentoo, Arch Linux 等,这些系统可以在内核支持的存储设备的根或子目录上。这意味着我们能够从开发板的 eMMC Flash, 外置 TF 卡或 U 盘上安装多个系统,而且方便地切换系统,而不用修改并烧写 parameter 文件。miniroot 需要使用串口线来调试,参见《串口调试》一文。另外在下载系统映像时需要使用以太网,当然,也可以预先下载到移动存储设备上。

准备

请先备份好开发板及相关存储设备上的数据,以免操作失误或其它不可预见的因素带来的数据丢失。首先确保开发板已经烧写了可以正常工作的固件,然后下载以下映像文件:

  • misc.img
  • linux-boot-miniroot.img

如果开发板安装的是 Android 或双系统固件,则将 linux-boot-miniroot.img 写到 recovery 分区,misc.img 写到 misc 分区。如果开发板安装的是 Linux固件,则将 linux-boot-miniroot.img 写到 boot 分区。miniroot 初次启动后,会进入 shell,在串口终端上可以见到提示符:

miniroot#

然后开始配置网络,如果是 DHCP 网络:

miniroot# udhcpc  

否则就要手工配置网络参数(将192.168.1.* 替换成实际使用的网络地址):

miniroot# ip addr add 192.168.1.2/24 broadcast + dev eth0  
miniroot# ip link set dev eth0 up  
miniroot# ip route add default via 192.168.1.1
miniroot# echo nameserver 192.168.1.1 > /etc/resolv.conf  

miniroot 支持从目录里启动,这就意味着根文件系统的放置位置很灵活,而且可以方便地支持多种 Linux 发行版启动。注意,由于调试串口与 TF 卡接口有信号引脚共用,因此不能同时使用。 下面用 U 盘第一分区作为系统存储,创建 ext4 文件系统并挂载到 /mnt,ubuntu 将解压到 /mnt/ubuntu 下:

miniroot# mkfs.ext4 -E nodiscard /dev/sda1
miniroot# mount /dev/sda1 /mnt

一般需要保证此分区有 4G 以上的剩余空间。

下载和解压 ubuntu-core

ubuntu-core 是最小的根文件系统,在安装之后根据需要再设置桌面或服务器环境。下载并解压到 /mnt :

miniroot# cd /mnt
miniroot# wget -P /mnt http://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-core/releases/15.04/release/ubuntu-core-15.04-core-armhf.tar.gzminiroot# mkdir /mnt/ubuntu
miniroot# tar -xpzf /mnt/ubuntu-core-15.04-core-armhf.tar.gz -C /mnt/ubuntu

启动 Ubuntu

  • 设置主机名称
miniroot# echo ubuntu > /mnt/ubuntu/etc/hostname
miniroot# sed -e 's/miniroot/ubuntu/' < /etc/hosts > /mnt/ubuntu/etc/hosts  

新增用户帐户(帐户和密码均是 “ubuntu”):

miniroot# chroot /mnt/ubuntu useradd -G sudo -m -s /bin/bash ubuntu
miniroot# echo ubuntu:ubuntu | chroot /mnt/ubuntu chpasswd  
  • 安装必须的包
miniroot# mount -t proc none /mnt/ubuntu/proc
miniroot# mount -t devtmpfs none /mnt/ubuntu/dev
miniroot# cp /etc/resolv.conf /mnt/ubuntu/etc/
miniroot# chroot /mnt/ubuntu /bin/bash
root@miniroot:/# apt-get update
root@miniroot:/# apt-get install --no-install-recommends sudo iproute net-tools isc-dhcp-client
root@miniroot:/# exit
miniroot# rm /mnt/ubuntu/etc/resolv.conf
miniroot# umount /mnt/ubuntu/proc
miniroot# umount /mnt/ubuntu/dev  
  • 启动 Ubuntu
miniroot# boot /mnt:/ubuntu /lib/systemd/systemd

提示:如果根设备没有挂载,可以将冒号前的挂载目录替换成根设备文件,miniroot 会自动挂载:

miniroot# boot /dev/sda1:/ubuntu /lib/systemd/systemd  

初始配置

  • 串口登录 Ubuntu
Ubuntu 15.04 ubuntu ttyFIQ0

ubuntu login: ubuntu
Password: ubuntu
Last login: Tue May 26 08:11:03 UTC 2015 on ttyFIQ0
Welcome to Ubuntu 15.04 (GNU/Linux 3.10.0 armv7l)

 * Documentation:  https://help.ubuntu.com/
ubuntu@ubuntu:~$ sudo -s
[sudo] password for ubuntu: ubuntu 
root@ubuntu:~#
  • 设置网络(DHCP)
root@ubuntu:~# echo auto eth0 > /etc/network/interfaces.d/eth0
root@ubuntu:~# echo iface eth0 inet dhcp >> /etc/network/interfaces.d/eth0
root@ubuntu:~# ln -fs ../run/resolvconf/resolv.conf /etc/resolv.conf
root@ubuntu:~# ifup eth0
  • 更新软件包
root@ubuntu:~# cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.orig
root@ubuntu:~# sed -i -e 's,^# deb\(.*\)$,deb\1,g' /etc/apt/sources.list
root@ubuntu:~# apt-get update
root@ubuntu:~# apt-get dist-upgrade
  • 重启
root@ubuntu:~# reboot
  • 进入 miniroot,编辑环境变量,加入 ubuntu 的启动参数:
miniroot# editenv
boot=/dev/sda1:/ubuntu
init=/lib/systemd/systemd
autoboot=1
  • 保存环境变量并重启
miniroot# saveenv
miniroot# reboot -f

安装软件包

安装 Lubuntu (LXDE)桌面环境:

root@ubuntu:~# apt-get install lubuntu-desktop

固化系统

将 U 盘卡拔出,插入到主机系统,挂载到 /mnt 目录上。查看根文件系统所需空间的大小:

sudo du -hs /mnt/ubuntu

视情况对 /mnt/ubuntu 目录进行清理,特别是一些日志目录、临时目录等。生成空白磁盘映像文件,以生成 1G 大小的根文件系统磁盘映像文件为例:

cd /new/firmware/work/dir/
dd if=/dev/zero of=linuxroot.img bs=1M count=1024
# 格式化成 ext4 文件系统格式,卷标为 linuxroot
mkfs.ext4 -F -L linuxroot -m 0 linuxroot.img

挂载,拷贝数据,然后卸载:

mount -o loop linuxroot.img /opt
cp -a /mnt/ubuntu/* /opt/
umount /opt

这样 linuxroot.img 就是最终的根文件系统映像文件了。

常见问题

如何恢复正常启动

往 misc 分区烧写 misc.img 后,开发板就会从 recovery 分区启动系统,要恢复回 boot 分区启动,有两种方法:

  • 下载 misc_zero.img, 然后烧写到 misc 分区
  • 在开发板的 Linux shell 下运行:
sudo dd if=/dev/zero of=/dev/block/mtd/by-name/misc bs=16K count=count=3
sudo sync
sudo reboot