openEuler镜像的构建.md

# 环境需求

- 操作系统：openEuler 或 Centos 7/8；
- 架构：AArch64；
- 硬盘存储不低于 50G；
- 内存不低于 2G；
- 可访问外网。

可以通过以下方式获取 AArch64 架构的运行环境：

- 使用 AArch64 架构的主机，例如树莓派
- 使用 [QEMU](https://www.qemu.org/) 模拟器搭建 AArch64 运行环境

# 树莓派相关

操作目录：${WORKDIR}

## 编译内核

### 准备环境

- 操作系统：openEuler 或 Centos 7/8
- 架构：AArch64

除了使用 AArch64 架构的运行环境，也可以采用交叉编译的方式编译内核，文档详见 [交叉编译内核](./交叉编译内核.md)。这里，我们在 AArch64 架构的服务器上编译内核。

### 下载源码

`git clone git@gitee.com:openeuler/raspberrypi-kernel.git`

得到文件 ${WORKDIR}/raspberrypi-kernel。

### 进入内核目录

`cd ${WORKDIR}/raspberrypi-kernel`

### 切换分支

这里适用于树莓派的 openEuler-1.0-LTS 内核源码的分支有两个。其中，master 分支为开发分支，openEuler-1.0-LTS-raspi 为稳定分支。根据需要选择对应分支，下载源码后默认为 master 分支，如果需要选择 openEuler-1.0-LTS-raspi 分支，执行下面的命令：

`git checkout -b openEuler-1.0-LTS-raspi origin/openEuler-1.0-LTS-raspi`

下面编译时可能还需要 bison、flex、build-essential 等，根据提示安装即可。

### 载入默认配置

`make ARCH=arm64 openeuler-raspi_defconfig`

其中 openeuler-raspi_defconfig 在 ../linux/arch/arm64/configs 下。

### 编译

`make ARCH=arm64 -j4`

### 创建编译内核模块目录

`mkdir ${WORKDIR}/ouput`

### 编译内核模块

`make INSTALL_MOD_PATH=${WORKDIR}/output/ modules_install`

在 ${WORKDIR}/output 文件夹下会生成 lib 文件夹。

### 收集编译结果

1. 内核

`cp ${WORKDIR}/raspberrypi-kernel/arch/arm64/boot/Image ${WORKDIR}/output/`

2. 设备树文件等

`cp ${WORKDIR}/raspberrypi-kernel/arch/arm64/boot/dts/broadcom/*.dtb ${WORKDIR}/output/`

`mkdir ${WORKDIR}/output/overlays`

`cp ${WORKDIR}/raspberrypi-kernel/arch/arm64/boot/dts/overlays/*.dtb* ${WORKDIR}/output/overlays/`

至此，所有内核及内核模块相关内容都在 ${WORKDIR}/output 下了。


## 配置引导

### 下载引导

`cd ${WORKDIR}`

`git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/firmware`

得到文件 ${WORKDIR}/firmware 。

### 进入引导目录

`cd ${WORKDIR}/firmware/boot`

### 删除没有必要的文件

`rm *.dtb cmdline.txt kernel.img kernel7.img`

### 添加cmdline.txt

`touch cmdline.txt`

写入新系统的内核参数：

`console=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p3 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait`

### boot 内容完善

#### 将内核放进引导

`cp ${WORKDIR}/output/Image ${WORKDIR}/firmware/boot/kernel8.img`

#### 将设备树文件放进引导

`cp ${WORKDIR}/output/*.dtb ${WORKDIR}/firmware/boot/`

`cp ${WORKDIR}/output/overlays/* ${WORKDIR}/firmware/boot/overlays/`

## 树莓派固件

### 下载固件和应用

1. 进入下载目录

`cd ${WORKDIR}`

2. 下载 bluez-firmware

`git clone --depth=1 https://github.com/RPi-Distro/bluez-firmware`

得到文件 ${WORKDIR}/bluez-firmware。

3. 下载 firmware-nonfree

`git clone --depth=1 https://github.com/RPi-Distro/firmware-nonfree`

得到文件 ${WORKDIR}/firmware-nonfree。

4. 下载 pi-bluetooth

`git clone https://github.com/RPi-Distro/pi-bluetooth`

得到文件 ${WORKDIR}/pi-bluetooth。

# 制作 openEuler 的 rootfs

操作目录：${WORKDIR}

## 创建 RPM 数据库

`mkdir ${WORKDIR}/rootfs`

`mkdir -p ${WORKDIR}/rootfs/var/lib/rpm`

`rpm --root ${WORKDIR}/rootfs/ --initdb`

## 下载安装 openEuler 发布包

`rpm -ivh --nodeps --root ${WORKDIR}/rootfs/ http://repo.openeuler.org/openEuler-20.03-LTS/everything/aarch64/Packages/openEuler-release-20.03LTS-33.oe1.aarch64.rpm`

会在 ${WORKDIR}/rootfs 下生成三个文件夹:

etc/ usr/ var/

## 安装 yum

### 添加 yum 源

`mkdir ${WORKDIR}/rootfs/etc/yum.repos.d`

`vim ${WORKDIR}/rootfs/etc/yum.repos.d/openEuler-20.03-LTS.repo`

添加内容：

```[basiclocal]
name=basiclocal
baseurl=http://repo.openeuler.org/openEuler-20.03-LTS/OS/aarch64/
enabled=1
gpgcheck=0

[srclocal]
name=srclocal
baseurl=http://repo.openeuler.org/openEuler-20.03-LTS/source/
enabled=1
gpgcheck=0

[everythinglocal]
name=everythinglocal
baseurl=http://repo.openeuler.org/openEuler-20.03-LTS/everything/aarch64/
enabled=1
```

### 安装 dnf

`dnf --installroot=${WORKDIR}/rootfs/ install dnf --nogpgcheck -y`

### 安装必要软件

`dnf --installroot=${WORKDIR}/rootfs/ makecache`

`dnf --installroot=${WORKDIR}/rootfs/ install -y alsa-utils wpa_supplicant vim net-tools iproute iputils NetworkManager openssh-server passwd hostname ntp bluez pulseaudio-module-bluetooth`

## 添加配置文件

### 添加 hosts

`cp /etc/hosts ${WORKDIR}/rootfs/etc/hosts`

### 网络相关

1. 设置 DNS

`cp -L /etc/resolv.conf ${WORKDIR}/rootfs/etc/resolv.conf`

编辑添加 nameserver：

`vim ${WORKDIR}/rootfs/etc/resolv.conf`

内容：
```
nameserver 8.8.8.8
nameserver 114.114.114.114
```

2. 设置 IP 自动获取

`mkdir ${WORKDIR}/rootfs/etc/sysconfig/network-scripts`

`vim ${WORKDIR}/rootfs/etc/sysconfig/network-scripts/ifup-eth0`

内容：
```
TYPE=Ethernet
PROXY_METHOD=none
BROWSER_ONLY=no
BOOTPROTO=dhcp
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=no
IPV6INIT=yes
IPV6_AUTOCONF=yes
IPV6_DEFROUTE=yes
IPV6_FAILURE_FATAL=no
IPV6_ADDR_GEN_MODE=stable-privacy
NAME=eth0
UUID=851a6f36-e65c-3a43-8f4a-78fd0fc09dc9
ONBOOT=yes
AUTOCONNECT_PRIORITY=-999
DEVICE=eth0

```

## rootfs 内容完善

### 将固件放进 rootfs

```
mkdir -p ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware ${WORKDIR}/rootfs/usr/bin ${WORKDIR}/rootfs/lib/udev/rules.d ${WORKDIR}/rootfs/lib/systemd/system
cp ${WORKDIR}/bluez-firmware/broadcom/* ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/`
cp -r ${WORKDIR}/firmware-nonfree/brcm/ ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/
wget https://raw.githubusercontent.com/RPi-Distro/raspberrypi-sys-mods/master/etc.armhf/udev/rules.d/99-com.rules -P ${WORKDIR}/rootfs/lib/udev/rules.d/
cp pi-bluetooth/usr/bin/* ${WORKDIR}/rootfs/usr/bin/
cp pi-bluetooth/lib/udev/rules.d/90-pi-bluetooth.rules ${WORKDIR}/rootfs/lib/udev/rules.d/
cp pi-bluetooth/debian/pi-bluetooth.bthelper\@.service ${WORKDIR}/rootfs/lib/systemd/system/bthelper\@.service
cp pi-bluetooth/debian/pi-bluetooth.hciuart.service ${WORKDIR}/rootfs/lib/systemd/system/hciuart.service
```

蓝牙相关固件放到 ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/brcm/ 下：

```
mv ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/BCM43430A1.hcd ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/brcm/`
mv ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/BCM4345C0.hcd ${WORKDIR}/rootfs/lib/firmware/brcm/
```

### 将内核模块放进rootfs

`cp -r ${WORKDIR}/output/lib/modules ${WORKDIR}/rootfs/lib/`

## rootfs设置

1. 挂载必要的路径

`mount --bind /dev ${WORKDIR}/rootfs/dev`

`mount -t proc /proc ${WORKDIR}/rootfs/proc`

`mount -t sysfs /sys ${WORKDIR}/rootfs/sys`

2. run chroot

`chroot ${WORKDIR}/rootfs /bin/bash`

3. 开机自启ssh

`systemctl enable ssh`

4. 设置root密码
 
`passwd root`

输入要设置的root密码。

5. 设置主机名

`echo openEuler > /etc/hostname`

6. 设置默认时区为东八区

`ln -s /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime`

7. 开机自启 hciuart

`systemctl enable hciuart`

8. 退出

`exit`

9. 取消临时挂载的目录

`umount -l ${WORKDIR}/rootfs/dev`

`umount -l ${WORKDIR}/rootfs/proc`

`umount -l ${WORKDIR}/rootfs/sys`

# 制作镜像

## 生成镜像并分区挂载

### 计算镜像大小

`du -sh --block-size=1MiB ${WORKDIR}/rootfs`
`du -sh --block-size=1MiB ${WORKDIR}/firmware/boot`

得到总大小略加 1100MiB 即可，将该大小记为 `SIZE`。

### 创建空镜像

`cd ${WORKDIR}`

`dd if=/dev/zero of=openEuler_raspi.img bs=1M count=SIZE`

其中 `SIZE` 为前面计算得到的计算镜像大小，最终生成空的镜像文件 ${WORKDIR}/openEuler_raspi.img。

### 使用 losetup 将磁盘镜像文件虚拟成快设备

`losetup -f --show openEuler_raspi.img`

例如，显示结果为 /dev/loop0。

### 使用 kpartx 创建分区表 /dev/loop0 的设备映射

`kpartx -va /dev/loop0`

得到结果将 /dev/loop0 三个分区挂载了:
```
add map loop0p1 ...
add map loop0p2 ...
add map loop0p3 ...
```

运行 `ls /dev/mapper/loop0p*` 可以看到分区分别对应刚才为 openEuler_raspi.img 做的三个分区：

```
/dev/mapper/loop0p1 /dev/mapper/loop0p2 /dev/mapper/loop0p3
```

### 格式化分区

1. 格式化 boot 分区

`mkfs.vfat -n boot /dev/mapper/loop0p1`

2. 格式化交换分区

`mkswap /dev/mapper/loop0p2`

3. 格式化根目录分区

`mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p3`

### 创建要挂载的根目录和 boot 分区路径

`mkdir ${WORKDIR}/root ${WORKDIR}/boot`

### 挂载根目录和 boot 分区

`mount -t vfat -o uid=root,gid=root,umask=0000 /dev/mapper/loop0p1 ${WORKDIR}/boot/`

`mount -t ext4 /dev/mapper/loop0p3 ${WORKDIR}/root/`

### 获取生成的 img 镜像的 blkid

执行命令 blkid 得到三个分区的 UUID，例如：
```
/dev/mapper/loop0p1: SEC_TYPE="msdos" LABEL="boot" UUID="2785-C7C3" TYPE="vfat" PARTUUID="e0a091bd-01"
/dev/mapper/loop0p2: UUID="a451bee4-4384-48a2-8d5a-d09c2dd9a1a2" TYPE="swap" PARTUUID="e0a091bd-02"
/dev/mapper/loop0p3: UUID="67b5fc1c-9cd3-4884-968c-4ca35e5ae154" TYPE="ext4" PARTUUID="e0a091bd-03"
```

## 修改 fstab

`vim ${WORKDIR}/rootfs/etc/fstab`

内容：
```
UUID=67b5fc1c-9cd3-4884-968c-4ca35e5ae154  / ext4    defaults,noatime 0 0
UUID=2785-C7C3  /boot vfat    defaults,noatime 0 0
UUID=a451bee4-4384-48a2-8d5a-d09c2dd9a1a  swap swap    defaults,noatime 0 0
```

## rootfs 拷贝到镜像

`cd ${WORKDIR}/rootfs/`

`tar cpf ${WORKDIR}/rootfs.tar .`

`cd ${WORKDIR}/root`

`tar xpf ${WORKDIR}/rootfs.tar -C .`

## boot 引导拷贝到镜像

`cd ${WORKDIR}/firmware/boot`

`tar cf ${WORKDIR}/boot.tar ./`

`cd ${WORKDIR}/boot`

`tar xf ${WORKDIR}/boot.tar -C .`

## 卸载镜像

### 同步到盘

`sync`

### 卸载

`umount ${WORKDIR}/root`

`umount ${WORKDIR}/boot`

### 卸载 loop0 挂载

`kpartx -d /dev/loop0`

`losetup -d /dev/loop0`

这样，最终就生成了需要的 openEuler_raspi.img 镜像文件。

之后就可以使用镜像刷写 SD 卡并使用树莓派了，详见 [树莓派刷机](./树莓派刷机.md) 和 [树莓派使用](./树莓派使用.md)。