【实践操作】自己从头构建riscv 64 ubuntu等发行版系统！

100ask LV 6

相关参考资料及源码仓库地址
- gitee仓库地址 https://gitee.com/weidongshan/riscv-release-rootfs.git
- github仓库地址 https://github.com/100askTeam/riscv-release-rootfs.git

第一章使用官方提供的源码包进行构建

1.搭建开发环境

1.1 开发涉及的环境/工具：

Windows下虚拟化工具VMware workstation pro。
vmware 下运行的ubuntu /debian 虚拟机系统。
riscv 架构的ubuntu根文件系统源码包。
ch-mount.sh挂载文件系统脚本。

1.2 安装qemu虚拟化工具

1.2.1 apt安装

Ubuntu终端下需要安装qemu虚拟化工具，在终端下执行如下命令。

book@100ask:~$ sudo apt-get install qemu-user-static

安装完成后，在文件系统下执行如下命令测试是否安装成功。

book@100ask:~$ qemu-riscv64-static -version

1.2.2 手动交叉编译安装

# see https://wiki.qemu.org/Hosts/Linux#Required_additional_packages
book@100ask:~$ sudo apt-get install -y pkg-config git libglib2.0-dev libfdt-dev libpixman-1-dev zlib1g-dev
book@100ask:~$ git clone https://git.qemu.org/git/qemu.git -b v4.2.0 --depth=1
book@100ask:~$ cd qemu && mkdir build && cd build
book@100ask:~$ mkdir out
# You have to build as a static binary.
book@100ask:~$ ../configure --static --target-list=riscv64-linux-user --prefix=$(pwd)/out
book@100ask:~$ make && make install
book@100ask:~$ cd ../../

2. 获取riscv架构ubuntu根文件系统

使用浏览器访问 http://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/ 此地址，即可看到ubuntu基本系统所有的版本镜像文件，这里我们选择releases发布版。

我们点击 release 发布版本的连接后进入如下图所示界面，这里列出了ubuntu base各个版本的下载地址，如下图根据红框所示，点击20.04 目前只有ubuntu 20支持了riscv64架构。

点击20.04后在弹出新的页面内继续点击 releases 。

之后页面就跳入ubuntu base 20.04 lts文件系统的下载页面了，这里列出了各种架构的文件系统源码包，不同的历史版本，我们页面往下滑，找到最新的架构为 riscv64的ubuntu系统源码包，如下图红框所示，下载 ubuntu-base-20.04.2-base-riscv64.tar.gz 到电脑磁盘上，让后上传此文件到VMware Ubuntu系统内。

3.Vmware ubuntu-16.04挂载arm架构ubuntu文件系统

3.1. 解压缩arm架构ubuntu-16.04文件系统到ubuntu下

在VMware Ubuntu-16.04虚拟机家目录下创建一个 ubuntu-rootfs目录，用于解压缩保存文件使用。

book@100ask:~$ mkdir ubuntu-rootfs

book@100ask:~$ sudo tar -xvf ubuntu-base-20.04.2-base-riscv64.tar.gzz -C ubuntu-rootfs/

查看当前路径下的文件结构已经OK

3.1.2 拷贝qemu模拟工具到riscv64架构ubuntu-rootfs文件系统下

book@100ask:~$ sudo cp usr/bin/qemu-riscv64-static ubuntu-rootfs/usr/bin/

注意：qemu-riscv64-static 指的是riscv64架构的虚拟化工具，果是其他架构的则拷贝其他文件。

如果你是手动编译生成的qemu-riscv64-static文件，则参考下述命令。

book@100ask:~$ sudo cp ./qemu/build/out/bin/qemu-riscv64 ./riscv/usr/bin/qemu-riscv64-static

ubuntu-roofs/usr/bin/ 指的是你当前解压riscv64架构的ubuntu20.04文件系统后的所在目录下的 usr/bin。

拷贝主机DNS配置文件到arm架构Ubuntu文件系统内(必须拷贝，否则可能会导致下面操作无法进行)。

book@100ask:~$  sudo cp /etc/resolv.conf  ubuntu-rootfs/etc/resolv.conf

3.1.2 chroot到模拟riscv64文件系统下

我们需要使用chroot 改变根目录来挂载riscv架构的ubuntu根文件系统，并配置或安装一些必要资源，首先创建ch-mount.sh 脚本。

book@100ask:~$ vi ch-mount.sh

将以下的内容复制到ch-mount.sh中。

#!/bin/bash

function mnt() {
    echo "MOUNTING"
    sudo mount -t proc /proc ${2}proc
    sudo mount -t sysfs /sys ${2}sys
    sudo mount -o bind /dev ${2}dev

    sudo chroot ${2}
}

function umnt() {
    echo "UNMOUNTING"
    sudo umount ${2}proc
    sudo umount ${2}sys
    sudo umount ${2}dev

}


if [ "$1" == "-m" ] && [ -n "$2" ] ;
then
    mnt $1 $2
elif [ "$1" == "-u" ] && [ -n "$2" ];
then
    umnt $1 $2
else
    echo ""
    echo "Either 1'st, 2'nd or both parameters were missing"
    echo ""
    echo "1'st parameter can be one of these: -m(mount) OR -u(umount)"
    echo "2'nd parameter is the full path of rootfs directory(with trailing '/')"
    echo ""
    echo "For example: ch-mount -m /media/sdcard/"
    echo ""
    echo 1st parameter : ${1}
    echo 2nd parameter : ${2}
fi

考虑到shell脚本对空格很灵敏，所以将我使用的文件放在如下地址处。

book@100ask:~$ wget \
https://weidongshan.coding.net/p/DevelopmentEnvConf/d/DevelopmentEnvConf/git/raw/master/ubuntu_rootfs-mount/ch-mount.sh
book@100ask:~$ chmod +x ch-mount.sh

接下来我们使用ch-mount.sh脚本挂载arm架构ubuntu-16.04文件系统，挂载命令如下所示，挂载成功后会提示 MOUNTING。

book@100ask:~$ sudo ./ch-mount.sh -m ubuntu-rootfs/

此时我们可以在此执行 uname -a来查看系统内核的详细信息，你会发现现在是 riscv架构。

4. 配置arm架构的ubuntu系统

4.1 安装基础软件包

Chroot进入模拟的arm架构Ubuntu系统后需要先安装如下必须的安装包，安装包安装过程会根据你的网络下载速率可能会需要一段时间。

安装基础软件包之前需要先执行 apt-get update命令来更新软件源，用以获取软件包的地址等。

软件源更新完成后，可以安装必要软件包，安装速度根据个人网速绝定。

apt-get install \
language-pack-en-base sudo ssh  net-tools network-manager iputils-ping rsyslog \
bash-completion  language-pack-zh-hans vim resolvconf kmod usbutils alsa-base

4.2 用户名密码等相关设置

添加用户、设定合适的组并设置密密码

添加book用户并加入admin sudo用户组，设置密码为123456

root@100ask:/#  useradd -s '/bin/bash' -m -G adm,sudo book 
root@100ask:/#  echo "Set password for book:" 
root@100ask:/#  passwd book

初始化root用户密码，这里设置为123456

root@100ask:/#  passwd root

4.3 其它配置

设置主机名称和hosts

在模拟的arm架构ubuntu根文件系统下执行如下两条命令即可设置主机名称。

root@100ask:/# echo 100ask > /etc/hostname
root@100ask:/# echo 100ask  > /etc/hosts

配置登陆的启动串口脚本

因为暂时未安装桌面，所以这里的配置要具体和内核中登录的串口的设备对应起来，不然对导致无法通过串口登录的问题。

在 /etc/init/ 下添加或修改ttyS0.conf

root@100ask:/# cat > /etc/init/ttyS0.conf << EOT
start on stopped rc RUNLEVEL=[2345]
stop on runlevel [!2345]
respawn
exec /sbin/getty -L 115200 S0
EOT

配置网卡接口

root@100ask:/# cat >> /etc/network/interfaces << EOT
auto lo
iface lo inet loopback
auto eth0
iface eth0 inet dhcp
EOT

4.4 退出arm模拟文件系统

配置或安装完基本的设置后，就可以退出模拟的arm架构文件系统了，操作步骤如下，先在模拟的arm架构文件系统内执行exit 退出到 VMware ubuntu虚拟机终端界面，让后卸载chroot挂载。

root@100ask:/#  exit
book@100ask:~$  sudo  ./ch-mount -u ubuntu-rootfs

完成这些后，我们需要把内核镜像设备树，以及模块驱动等文件拷贝到riscv架构的ubuntu文件系统相应目录内。

4.5 配置系统内核模块以及固件

安装内核模块到riscv架构的ubuntu文件系统内，如下命令所示，INSTALL_MOD_PATH后面的目录地址为arm架构ubuntu文件系统所在绝对路径（模块安装前需要先编译模块）。

book@100ask:~$ sudo make ARCH=riscv INSTALL_MOD_PATH=/home/book/ubuntu-rootfs modules_install

安装完成后查看risv架构ubuntu文件系统的 lib/modules/ 目录下是否有如下相应文件生成

自此，riscv架构的ubuntu文件系统已经基本制作完成，接下来我们需要制作为可烧录的镜像文件。

4.6 使用nfs方式启动系统系统

目前uboot不支持网卡，据说官方正在适配中。

5. 制作可烧录的固件

5.1 制作ext4文件系统镜像

如下命令所示，需要先生成一个大小为2GB的 ubuntu-rootfs.ext4 镜像文件，让后格式化镜像为ext4格式，之后通过挂载镜像方式把制作好的镜像文件拷贝到文件系统内。

book@100ask:~$ dd if=/dev/zero of=ubuntu-rootfs.ext4 bs=1M count=2048 
book@100ask:~$ sudo mkfs.ext4 -F  ubuntu-rootfs.ext4

如下命令所示，创建一个ubuntu-mount 目录，并挂载ubuntu-rootfs.ext4 镜像到该目录下，之后拷贝制作好的文件系统内所有文件到此挂载目录,紧接着使用sync命令同步数据缓存保证拷贝完成，完成后可以使用sudo umount ubuntu-mount/卸载当前挂载的镜像。

book@100ask:~$ mkdir ubuntu-mount
book@100ask:~$ sudo mount ubuntu-rootfs.ext4 ubuntu-mount/
book@100ask:~$ sudo cp -rvfp ubuntu-rootfs/* ubuntu-mount/
book@100ask:~$ sync
book@100ask:~$ sudo umount ubuntu-mount/

5.2 使用genimage制作可烧录镜像

我们只制作好ext4格式的文件系统并不能直接烧录到开发板启动，此时我们需要使用buildroot下的genimage工具来帮我们打包生成一个完整的镜像文件。

首先把制作好的 ubuntu-rootfs.ext4 镜像拷贝到已经编译过的 buildroot output/images目录下。

book@virtual-machine:~/Neza-D1/buildroot-2021/output/images$

修改buildroot根目录下board/Neza/d1/genimage.cfg 分区配置文件，来指定一下rootfs分区用的镜像文件。

  1 image Neza-d1-ubuntu-20-sdcard.img {
  2         hdimage{
  3                 gpt = true
  4                 gpt-location = 1M
  5         }
  6         partition boot0 {
  7                 in-partition-table = "no"
  8                 image = "boot0_sdcard.fex"
  9                 offset = 8K
 10         }
 11         partition boot-packages {
 12                 in-partition-table = "no"
 13                 image = "boot_package.fex"
 14                 offset = 16400K
 15         }
 16         partition env {
 17                 image = "env.fex"
 18                 size = 128k
 19         }
 20         partition env-redund {
 21                 image = "env.fex"
 22                 size = 128k
 23         }
 24         partition boot {
 25                 partition-type = 0xC
 26                 bootable = "true"
 27                 image = "boot.vfat"
 28         }
 29         partition rootfs {
 30                 partition-type = 0x83
 31                 image = "ubuntu-rootfs.ext4"
 32         }
 33 }
 34
 35 image boot.vfat {
 36         vfat {
 37         files = {
 38                 "boot.img",
 39                 "Image",
 40                 "board.dtb"
 41         }
 42         }
 43         size = 32M
 44 }

执行上述步骤以后，保存退出在buildroot根目录下执行make all命令来打包生成完整的镜像，最后生成的镜像输出在 buildroot根目录下的output/images/ 可以拷贝出来用windows下的wind32diskimage工具进行烧录烧录成功后即可启动。

文件系统只读问题

开发板启动切换终端一直按 s 键进入uboot命令行模式，来给设置bootargs 增加rw 读写权限。

setenv bootargs earlyprintk=sunxi-uart,0x02500000 clk_ignore_unused initcall_debug=0 console=ttyS0,115200 loglevel=8 root=/dev/mmcblk0p4 rw init=/sbin/init partitions=ext4 cma=8M gpt=1
saveenv

设置成功后保存重启。

6. 启动后常见问题

6.1 网络相关问题

不能上网

配置dns服务器文件

vim /etc/resolv.conf

添加你的dns地址,至于怎么获取就不过多阐述

route add default gw 192.168.1.1

关于发行版文件系统的想法与建议

统一一个可大家长期维护的发行版系统镜像

目前看到有很多自己做的发行版系统镜像，各有各的优势与问题，我们是否可以统一成一个开源镜像大家一起维护升级，给更多的新的朋友一个更好的体验呢？

使用github自动化工作流来自行构建生成系统镜像

发现每次修改ubuntu文件系统只是做了一次小的改动却要机械化的处理整个打包编译生成的过程，太过于浪费时间效率，想使用GitHub的CI自动化来根据我们每次的修改自动编译构建生成系统镜像文件，方便你我他。

100ask LV 6

@allwinnertech 附上两张启动logs 大家可以自行构建尝试哦 neza-ubuntu-18.0400.jpg neza-ubuntu-18.0401.jpg

molin2050 LV 5

@allwinnertech 做好的镜像可以分享一下吗

molin2050 LV 5

@allwinnertech 4.5 配置系统内核模块以及固件
安装内核模块到riscv架构的ubuntu文件系统内，如下命令所示，INSTALL_MOD_PATH后面的目录地址为arm架构ubuntu文件系统所在绝对路径（模块安装前需要先编译模块）。

需要先编译模块是编译哪个？有人知道吗，怎么编译？
我直接运行
sudo make ARCH=riscv INSTALL_MOD_PATH=/home/book/ubuntu-rootfs modules_installsudo make ARCH=riscv INSTALL_MOD_PATH=/home/liujiqing/ubuntufs/ubuntu-rootfs modules_install
make: *** No rule to make target 'modules_install'. Stop.

molin2050 LV 5

@molin2050 在【实践操作】自己从头构建riscv 64 ubuntu等发行版系统！中说：

make: *** No rule to make target 'modules_install'. Stop.
有没有人试试这个ubuntu,没验证过
链接：https://pan.baidu.com/s/1MPnTfWJfZ_ZsnfKCC1kIIQ
提取码：1h34

cvwithd1 LV 4

@allwinnertech 我看这里用的ubuntu是ubuntu-base，不是满血的python。ubuntu现在有释出一个给另一个厂商做的risc v镜像，不知道那个能不能直接跑在d1上。

nightseas LV 2

@allwinnertech 可以考虑上Armbian，核心的build flow和distro有armbian来维护，这边只需要维护板卡相关的部分。

yaoxiaoyao LV 5

@allwinnertech 在【实践操作】自己从头构建riscv 64 ubuntu等发行版系统！中说：

qemu

apt安装后没有qemu-riscv-static

yang_wang LV 3

3.Vmware ubuntu-16.04挂载arm架构ubuntu文件系统

【实践操作】自己从头构建riscv 64 ubuntu等发行版系统！

第一章 使用官方提供的源码包进行构建

1.搭建开发环境

1.1 开发涉及的环境/工具：

1.2 安装qemu虚拟化工具

1.2.1 apt安装

1.2.2 手动交叉编译安装

2. 获取riscv架构ubuntu根文件系统

3.Vmware ubuntu-16.04挂载arm架构ubuntu文件系统

3.1. 解压缩arm架构ubuntu-16.04文件系统到ubuntu下

3.1.2 拷贝qemu模拟工具到riscv64架构ubuntu-rootfs文件系统下

3.1.2 chroot到模拟riscv64文件系统下

4. 配置arm架构的ubuntu系统

4.1 安装基础软件包

4.2 用户名密码等相关设置

4.3 其它配置

4.4 退出arm模拟文件系统

4.5 配置系统内核模块以及固件

4.6 使用nfs方式启动系统系统

5. 制作可烧录的固件

5.1 制作ext4文件系统镜像

5.2 使用genimage制作可烧录镜像

文件系统只读问题

6. 启动后常见问题

6.1 网络相关问题

关于发行版文件系统的想法与建议

统一一个可大家长期维护的发行版系统镜像

使用github自动化工作流来自行构建生成系统镜像

第一章使用官方提供的源码包进行构建