My code works, I don’t know why.

國王的耳朵是驢耳朵

Linux Kernel Pratice 0: Buildroot (1/2)

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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 平台。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平台的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，剩下的請參考之後的文章。

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

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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。所以使用下面指令查詢。

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make list-defconfigs

Scott 大大指出可以使用qemu_arm_vexpress ，原因是這個平台模擬的CPU是 Cortex-A9(ARMv7-A)的平台。之前我是用的模擬平台使用的CPU是ARM926EJ-S(ARMv5TE)，它的instruction 架構和現在差距太多，所以就轉換到這邊了。

接下來就用make menuconfig做細項調整，因為是拿來做分析系統行為，所以調整的重點是增加系統的可觀察度、除錯工具、開發軟體套件等。

開啟或新增下面設定如下：

  • Build options
    • build packages with debugging symbol
    • gcc debug level
      • debug level 3
    • strip command for binaries on target
      • none
    • gcc optimization level
      • optimize for debugging
  • Toolchain
    • C library
      • glibc
    • glibc version
      • 2.24
    • GCC compiler Version
      • 4.8.x
    • Build cross gdb for the host
      • TUI support
      • Python support
      • Simulator support
  • Target packages
    • Debugging, profiling and benchmark
      • gdb
        • gdbserver
        • full debugger
        • TUI support
      • ltrace
      • strace
      • valgrind 和所有相關的東西
    • Development tools
      • binutils
      • git
      • gperf
      • libtool
      • make
      • pkgconf
      • subversion
      • tree

自行編譯 Kernel 部份下一篇會再說明。

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-vexpress/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。

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qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp 1 -m 256 -kernel output/images/zImage -dtb output/images/vexpress-v2p-ca9.dtb -drive file=output/images/rootfs.ext2,if=sd,format=raw -append "console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk0" -serial stdio -net nic,model=lan9118 -net user

執行畫面如下

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$ qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp 1 -m 256 -kernel output/images/zImage -dtb output/images/vexpress-v2p-ca9.dtb -drive file=output/images/rootfs.ext2,if=sd,format=raw -append "console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mmcblk0" -serial stdio -net nic,model=lan9118 -net user
Booting Linux on physical CPU 0x0
Initializing cgroup subsys cpuset
Linux version 4.4.2 (user@host) (gcc version 4.8.5 (Buildroot 2016.11-git-00439-g14b2472) ) #1 SMP Sat Oct 29 12:37:50 CST 2016
CPU: ARMv7 Processor [410fc090] revision 0 (ARMv7), cr=10c5387d
...
Initializing random number generator... done.
Starting network: smsc911x 4e000000.ethernet eth0: SMSC911x/921x identified at 0x912a0000, IRQ: 31
udhcpc: started, v1.25.0
udhcpc: sending discover
udhcpc: sending discover
udhcpc: sending select for 10.0.2.15
udhcpc: lease of 10.0.2.15 obtained, lease time 86400
deleting routers
adding dns 10.0.2.3
OK
Starting sshd: OK

Welcome to Buildroot
buildroot login:

參考資料

下次準備看的資料

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