Сборка Embedded Linux для конкретной платы

Нужно ли использовать initramfs для Embedded Linux? Там есть возможность даже встроить ее в образ ядра. Объясните, можно ли без него обойтись? Просто у меня добавляются некоторые файлы в rootfs (filesystem overlay), и когда я включаю initramfs, эти файлы добавляются и в него. А по идее, он должен быть минимальным.

Можно, но не нужно. Конечно, лучше обойтись.

Как можно включить поддержку виртуальной памяти? Можно ли это сделать средствами buildroot? На флэшке можно создать swap раздел. Поможет ли это в данном случае с ограниченным количеством RAM?

У тебя уже и так должна быть поддержка виртуальной памяти. Отключить её нельзя (тем более, что если нет поддержки MMU, то линукс ты вообще не запустишь, тут тебе на помощь придёт uClinux, где поддержки виртуальной памяти нет). Можно создать swap-раздел, но это не рекомендуется, лучше просто допаять лишнюю микросхему памяти на плату.

Где можно почитать про кастомизацию ядра? Именно про то, что необходимо оставить для минимальной системы.

Для совсем минимальной системы — make tinyconfig, а потом выбрать из menuconfig только то, что нужно тебе. Почитать там же, нажимая на «h».

У него Geode 300MHz - MMU у него есть.

Ему сейчас надо урезать все ненужное, и поправить его скрипы сборки - походу он тащит в память гучу говн в initramfs

Я бы не советовал использовать buildroot вообще, он почти всегда будет тащить кучу лишнего.

на 32M использовать initramfs идея плохая, поскольку оно у тебя выжрет часть памяти. Лучше воспользуйся схемой kernel + rootfs + overlayfs если нужна rw файловая система. Плюс в том, что всегда можно откатиться к заводским настройкам.

На 16M современный линукс запустить всё ещё можно, но грустно, он сам по себе до памяти охоч.

Из buildroot для начала выкинь вообще всё, чтобы условно, ядро + rootfs занимали мегабайта 3-4 в сумме. Потом по мере понимания задачи, добавляй нужное.

Не так много он с собой тащит, только обвес для запуска системы.

У тебя при распаковке образа что ли такое сообщение? Я не гадалка, без логов не могу: paste.org.ru и ссылку сюда.

initramfs будет держать ФС в памяти. В дистрибутивах это вспомогательный механизм, в embedded можно использовать как единственную корневую ФС. Если выложишь на флэшку или по сети (протокол NFS) то быть может будет полегче с памятью.

Виртуальная память поможет если у тебя система хотя бы загрузилась, но не хватает для программ.

У него geode, ему не нужен современный линукс, пусть лучше возьмет ядро от rhel 6 и пляшет от туда. Заодно и по памяти уложится....

А у меня ачивка есть - запускал 4.4 на 486sx 40Mhz 12MB

486 ещё не выпилили, пока можно.

Можно откатиться на 2.6 или даже 2.4

Можешь попробовать OpenWRT или LEDE собрать, там примерно то же самое, что buildroot, но на роутерах с 32 мегабайта идёт без проблем, правда mipsовых. Из уже готовых дистрибутивов можешь попробовать tinycore и alpine

Но при загрузке на плате, после того как загрузчик начал загружать ядро, было выдано сообщение «out of memory».

Покажи конфигурацию grub. Используется initrd, верно?

после того как загрузчик начал загружать ядро

Точно ядро, а не initramfs?

Плюс за OpenWRT, это будет проще и говн там меньше.

Я бы не сказал. openwrt крайне хреново документирован внутри, в многих случаях либо читать код, либо спрашивать nbd и других в irc.

RHEL для разработки ещё использовать. Иначе могут быть интересные приколы.

Ну зато (слава Богу) не на yocto собирал. Вот кто тащит дохера чего ненужного. А Билдрут ещё ничё так

А у меня ачивка есть - запускал 4.4 на 486sx 40Mhz 12MB

вау, слава Линуксу! 12 мегабайт ОЗУ... хотя 40 МГц это норм

Для совсем минимальной системы — make tinyconfig, а потом выбрать из menuconfig только то, что нужно тебе.

Файл bzImage получился размером всего 462К. С i386_defconfig получался 6.7М. Проблем с памятью не стало, но только не загружается даже в QEmu :-). Просто висит и все. Я зашел в xconfig и увидел что там почти все отключено. Там конечно есть подсказки почти для каждой опции, но если в этом не понимаешь, они мало чем полезны.

Вообще, если учитывать что данная плата совместима с IBM-PC, реально ли найти такой конфиг, чтобы все что нужно было включено? Мне там даже графика пока не нужна, хочу чтоб можно было общаться с платой через COM порт.

Реально ли запустить линукс на ней без знаний тонкостей ядра? (Я пока новичок в этом)

Вчера заказал Raspberry Pi. Для нее есть готовые конфиги.

Можно создать swap-раздел, но это не рекомендуется, лучше просто допаять лишнюю микросхему памяти на плату.

Напаять не получится. Плата такая уже есть. Я конечно понимаю, что если создать swap-раздел, флэшка быстро умрет, но если нужно на этой плате запустить приложения, потребляемая память которых будет превышать доступный объем RAM, то это может быть правильным решением. Флэшку можно заменить на новую.

Я читал, что в некоторых встраиваемых системах используется initramfs в качестве основной rootfs. При этом если еще встроить его в файл ядра, мы получаем что на флэш будет только храниться загрузчик и ядро, а rootfs будет создаваться в памяти каждый раз при загрузке. Правильно ли я понимаю этот момент?

Если нужен swap-раздел, то создавать и монтировать его придется вручную и buildroot здесь не поможет?

а что бы вы посоветовали использовать из таких систем?

Я не гадалка, без логов не могу

Там до логов дело даже не доходило. Сразу после того как отработал загрузчик выдавалось сообщение о нехватке памяти. После вызова make tinyconfig ядро получилось размером 462К, и сообщения о нехватке памяти не стало. Но система не загрузилась - просто повисла. Логов нет. Может я неправильно сконфигурировал консоль? Я слушаю плату с помощью PuTTY через COM-порт. Grub шлет логи, а ядро нет. В настройках getty ставил порт tty1 и ttyS0. Может делаю что-то не правильно?

Виртуальная память поможет если у тебя система хотя бы загрузилась, но не хватает для программ.

А вы не подскажете, как можно подмонтировать swap-раздел. Вообще какой порядок действий? Создаем на флэшке swap, редактируем /etc/fstab. Или нужно что-то сделать еще?

Покажи конфигурацию grub. Используется initrd, верно?

нет, это было без initrd.

set default="0"
set timeout="5"

menuentry "Buildroot" {
	linux /boot/bzImage root=/dev/sda1 rootwait console=tty1
}

mkswap + swapon, можно и без специального раздела а в файл (как в маздае)

а консоль можно включить аргументом, даже нужно - а то НИКОГДА не отладишь, может вообще rootfs отваливается а ты об этом не знаешь и дело не в памяти даже

а консоль можно включить аргументом, даже нужно

Вот мой конфиг для Grub:

set default="0"
set timeout="5"

menuentry "Buildroot" {
	linux /boot/bzImage root=/dev/sda1 rootwait console=tty1
}

Пробовал console=tty1 и console=ttyS0. Где еще можно включить консоль?

Проблем с памятью не стало, но только не загружается даже в QEmu :-). Просто висит и все.
После вызова make tinyconfig ядро получилось размером 462К, и сообщения о нехватке памяти не стало. Но система не загрузилась - просто повисла. Логов нет.

На самом деле всё прекрасно загружается, только ты этого не видишь, так как поддержка консоли отключена. В полученном tinyconfig тебе нужно включить поддержку текстовой консоли и printk. После этого получишь лог загрузки ядра, который очевидно будет заканчиваться паникой «no working init found».

Я конечно понимаю, что если создать swap-раздел, флэшка быстро умрет, но если нужно на этой плате запустить приложения, потребляемая память которых будет превышать доступный объем RAM, то это может быть правильным решением. Флэшку можно заменить на новую.

Значит, оперативка у тебя напаяна и ты не хочешь её перепаивать, а флешка заменяется легко? В таком случае, конечно, можно использовать swap, но лучше просто взять плату, которая больше подходит под запросы твоих приложений, а на этой плате запустить что-то менее требовательное.

Я читал, что в некоторых встраиваемых системах используется initramfs в качестве основной rootfs. При этом если еще встроить его в файл ядра, мы получаем что на флэш будет только храниться загрузчик и ядро, а rootfs будет создаваться в памяти каждый раз при загрузке. Правильно ли я понимаю этот момент?

Правильно. Мне самому нравится такой подход, это удобно — всего один файл. Но в данном случае это вряд ли целесообразно, так как оперативной памяти и так не хватает.

Тогда странно, что ядро не влазит в 32 мб.

Если сделать только make tinyconfig и собрать ядро, то консоль работать не будет даже в QEmu. Я включил консоль. Сделал это так:

• General setup/Configure standard kernel features/Enable support for printk
• Device drivers/Charater devices:
  • Enable TTY
  • Virtual terminal
  • Support for binding and unbinding console drivers
• Serial drivers
  • 8250/16550

После этого тест стало видно в QEmu. Но на устройстве я так и не смог добиться вывода текста через ttyS0. От чего это зависит: от ядра или от загрузчика? Я использую GRUB2 и его сообщения видны в терминале. Но после того как загрузка доходит до ядра, вывод текста пропадает. При этом видно, что загрузка идет (моргает светодиод на плате). Я отредактировал grub.cfg так:

set default="0"
set timeout="2"

serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop=1
terminal_input serial
terminal_output serial

menuentry "Buildroot" {
	linux /boot/bzImage root=/dev/sda1 rootwait console=tty0 console=ttyS0,115200n8
}

GRUB_TIMEOUT="2"
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="console=tty0 console=ttyS0,115200n8"

## Serial console
GRUB_TERMINAL=serial
GRUB_SERIAL_COMMAND="serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop=1"

ожидая, что при сборке будет сгенерирован файл grub.cfg на его основе. Но это не сработало и пришлось писать его руками.

Про конфиг груба написано здесь.

Смотрел еще файл /etc/inittab. Там есть такая строка:

...
# Put a getty on the serial port
ttyS0::respawn:/sbin/getty -L  ttyS0 115200 vt100 # GENERIC_SERIAL
...

Как думаете, за вывод в консоль отвечает ядро или загрузчик, который передает параметры ядру?

Значит, оперативка у тебя напаяна и ты не хочешь её перепаивать, а флешка заменяется легко? В таком случае, конечно, можно использовать swap, но лучше просто взять плату, которая больше подходит под запросы твоих приложений, а на этой плате запустить что-то менее требовательное.

На этой плате есть разъем под CF-карту, на которую я записываю образ системы. Эта плата даже имеет BIOS, в котором я выставил загрузку с карты.

Я хочу научиться делать образы GNU Linux. А эта плата у меня уже была и я решил начать с нее. Я уже заказал Raspberry Pi на алиэкспресс.

За вывод в консоль отвечает ядро, но загрузчик должен передать правильную строку kernel command line (альтернативно можно вшить её в ядро, тогда загрузчик никаких параметров не передаёт). Естественно, в ядре должен быть нужный модуль. Inittab запускает не ядро, а init, который у тебя пока не запускается. Сначала запусти ядро, а уже потом можешь думать об остальном.

С выводом в serial console разобрался. Нужно было включить «Console on 8250/16550 and compatible serial port». Находится в разделе Serial drivers.

CYB3R I-Love-Microsoft

Возникла другая проблема: kernel panic. Лог здесь.

Почему-то не может монтировать рутфс:

[    2.538019] VFS: Cannot open root device "sda1" or unknown-block(0,0): error -6
[    2.545907] Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions:
[    2.554865] Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)
[    2.555681] CPU: 0 PID: 1 Comm: swapper/0 Not tainted 4.10.4 #24
[    2.555681] Call Trace:
[    2.555681]  dump_stack+0x47/0x61
[    2.555681]  panic+0x8a/0x1b0
[    2.555681]  mount_block_root+0x189/0x211
[    2.555681]  mount_root+0x63/0x68
[    2.555681]  prepare_namespace+0x108/0x139
[    2.555681]  kernel_init_freeable+0x162/0x16f
[    2.555681]  ? rest_init+0x60/0x60
[    2.555681]  kernel_init+0x8/0xf0
[    2.555681]  ret_from_fork+0x21/0x30
[    2.555681] Kernel Offset: disabled
[    2.555681] ---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)

На флэшке единственный раздел ext2 с рутфс. Поддержка ext2 и поддержка ATA,SATA дисков включена. Но все равно не видит. После make tinyconfig я пошел другим путем: путем отключения лишнего. Взял i386_defconfig и поотключал видео, сеть, и другие тяжелые (как мне кажется) вещи, в результате получил ядро весом 2,3М. С tinyconfig, для сравнения, ядро получалось <1M. Как думаете, что еще можно включить, чтобы увиделся диск? Повторюсь, диском является CF-флэшка, которую видно в БИОСе. Как она точно подключена, не знаю. Наверное по интерфейсу ATA, так как плата старая. Пробовал включать PCMCIA, но это не помогло.

linux /boot/bzImage root=/dev/sda1 debug console=tty0 console=ttyS0,115200n8

И еще ворос: на этом этапе загрузки ядро уже читает файл fstab или еще нет?

на этом этапе загрузки ядро уже читает файл fstab или еще нет?

А подумать?
fstab лежит на корневом разделе, а ядро его смонтировать не смогло.
В любом случае, самому ядру fstab параллелен, оно после монтирования корня запустит процесс init и на том успокоится, дальнейшая инициализация — не его проблема.

unknown-block(0,0)

встает резонный вопрос, а ядро карту успело проинициализировать? Они обычно поднимаются не моментально, см. параметры ядра rootdelay=, rootwait. https://www.kernel.org/doc/Documentation/admin-guide/kernel-parameters.txt

	rootdelay=	[KNL] Delay (in seconds) to pause before attempting to
			mount the root filesystem

	rootwait	[KNL] Wait (indefinitely) for root device to show up.
			Useful for devices that are detected asynchronously
			(e.g. USB and MMC devices).

а ядро карту успело проинициализировать?

Вставление задержки монтирования не помогло. Ядро не видит карту.

Попробуй NFS, это проще чем пытаться плясать с флэшками. Для начала так.

Ты забыл включить опцию mbr partition support. И возможно поддержку ata/sata через эмуляцию scsi.

на этом этапе загрузки ядро уже читает файл fstab или еще нет?

Ещё раз: ядро этим не занимается. Ни inittab, ни fstab оно не читает.
Смотри с загруженным тяжёлым ядром, какие модули у тебя используются, прочитай, за что отвечает каждый из них, определи, какие нужны для работы твоей CF-карты и включи их в своём tinyconfig.

I-Love-Microsoft bormant

Удалось загрузить систему! :-) Для этого включил:

• CS5510/5520 PATA support
• CS5530 PATA support
• CS5536 PATA support

которые находятся в ветке ATA BMDMA support. Они, как оказалось, являются частью системы на Geode GX1. Но для того, чтоб они появились в списке нужно было включить PCI.

Также нужно включить поддержку SCSI.

Но что меня смущает, так это подвисание при загрузке. Подвисание это бывает не всегда, встречается время от времени. Иной раз система загрузится почти за 3 секунды, а бывает на загрузку уходит до 20 секунд. Происходит оно всегда на строке лога:

ata2.01: failed to IDENTIFY (I/O error, err_mask=0x1)

Но после этого все равно флэшка определяется:

[    7.933741] ata2.01: failed to IDENTIFY (I/O error, err_mask=0x1)
[   12.977828] random: crng init done
[   13.564122] ata2.01: failed to IDENTIFY (I/O error, err_mask=0x1)
[   19.201371] ata2.00: CFA: TRANSCEND, 20060524, max MWDMA4
[   19.202101] ata2.00: 2030112 sectors, multi 0: LBA 
[   19.207357] ata2.00: configured for MWDMA2
[   19.213212] scsi 1:0:0:0: Direct-Access     ATA      TRANSCEND        0524 PQ: 0 ANSI: 5
[   19.233800] sd 1:0:0:0: [sda] 2030112 512-byte logical blocks: (1.04 GB/991 MiB)

Вот лог полностью: здесь.

До NFS я еще не дошел в своем развитии.

ты советуешь ручками что ли rootfs делать? И что лишнего он тащит?

вот как раз NFS вполне примитивный способ загрузки

а grub2 его поддерживает?

Зачем ручками? Скриптом. Я помню, что в своё время отказался от билдрута именно по причине невозможности собрать в нём только абсолютный минимум.

ядро поддерживает NFS, а GRUB при этом не работает - он просто стартует ядро и всё, поддержки от него не требуется, если не ошибаюсь

минимум это busybox.

Не люблю бизибокс, предпочитаю toybox.

I-Love-Microsoft splinter

Здравствуйте!

Удалось загрузить систему, разбить флэшку на разделы, примонтировать swap, настроить сеть, собрать свой тестовый софт для этой платы. Все хорошо работает.

Но есть один непонятный вопрос.

У этой платы есть флэш-диск объемом 8М. Его в биосе видно и есть возможность включить загрузку с него. Мне нужно его примонтировать к rootfs. Я выяснил, что этот флэш-диск сделан на микросхеме k9f6408u0a.

Я включил в ядре поддержку устройств mtd, после этого в логе появились строчки, что найдены устройства mtd0, mtd0ro, mtdblock0.

[    2.916213] device class 'mtd': registering
[    2.923464] device: 'mtd-1': device_add
[    2.930306] SSFDC read-only Flash Translation layer
[    2.937528] bus: 'pcmcia': add driver pcmciamtd
[    2.943842] bus: 'pci': add driver MTD PCI
[    2.950828] [nandsim] warning: read_byte: unexpected data output cycle, state is STATE_READY return 0x0
[    2.960604] [nandsim] warning: read_byte: unexpected data output cycle, state is STATE_READY return 0x0
[    2.970210] [nandsim] warning: read_byte: unexpected data output cycle, state is STATE_READY return 0x0
[    2.979818] [nandsim] warning: read_byte: unexpected data output cycle, state is STATE_READY return 0x0
[    2.989493] [nandsim] warning: read_byte: unexpected data output cycle, state is STATE_READY return 0x0
[    2.999100] [nandsim] warning: read_byte: unexpected data output cycle, state is STATE_READY return 0x0
[    3.008723] nand: device found, Manufacturer ID: 0x98, Chip ID: 0x39
[    3.015282] nand: Toshiba NAND 128MiB 1,8V 8-bit
[    3.020167] nand: 128 MiB, SLC, erase size: 16 KiB, page size: 512, OOB size: 16
[    3.029417] flash size: 128 MiB
[    3.032758] page size: 512 bytes
[    3.036182] OOB area size: 16 bytes
[    3.039917] sector size: 16 KiB
[    3.043251] pages number: 262144
[    3.046661] pages per sector: 32
[    3.050081] bus width: 8
[    3.052811] bits in sector size: 14
[    3.056572] bits in page size: 9
[    3.060000] bits in OOB size: 4
[    3.063333] flash size with OOB: 135168 KiB
[    3.067708] page address bytes: 4
[    3.071215] sector address bytes: 3
[    3.074941] options: 0x42
[    3.095548] Scanning device for bad blocks
[    3.546745] Creating 1 MTD partitions on "NAND 128MiB 1,8V 8-bit":
[    3.554334] 0x000000000000-0x000008000000 : "NAND simulator partition 0"
[    3.593601] device: 'mtd0': device_add
[    3.600469] device: 'mtd0ro': device_add
[    3.617564] ftl_cs: FTL header not found.
[    3.625145] device: '31:0': device_add
[    3.631032] device: 'mtdblock0': device_add

mtd0
Name:                           NAND simulator partition 0
Type:                           nand
Eraseblock size:                16384 bytes, 16.0 KiB
Amount of eraseblocks:          8192 (134217728 bytes, 128.0 MiB)
Minimum input/output unit size: 512 bytes
Sub-page size:                  256 bytes
OOB size:                       16 bytes
Character device major/minor:   90:0
Bad blocks are allowed:         true
Device is writable:             true

Потом я вызвал

flash_erase --jffs2 /dev/mtd0 0 8192

mount -t jffs2 /dev/mtdblock0 /mnt

Подскажите пожалуйста: что я делаю не так и правильным ли я путем пошел?

Это не настоящий MTD, а эмулируемый (нужен для дебага) модулем nandsim. Тебе, вероятно, этот модуль не нужен.

Что если перед тем как делать в этом разделе ФС, попробовать поиграть с разделом при помощи dd? Просто записать паттерн или тупо «сырой файл» с первого блока?

Эмулируемый, но работать должен? Или нет?

Должен, но у тебя разве есть 128Мб RAM?