Compact Flash内に小さなオリジナル組み込みLinuxを作る。

Linuxの起動プロセスを理解し、システムをsourceからbuildする
手順を解説します。

目次:

  - Linuxのブートプロセスを知る (前ページで解説)
  - 1CF Linuxの仕様             (前ページで解説)
  - Linux作りの概要             (前ページで解説)
  - kernelのbuild
  - userlandのbuild
  - CFへの作り込み


Kernelのbuild
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% cd /tmp
% wget ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.4/linux-2.4.25.tar.gz
% su root
# setenv LANG C
# cd /usr/src
# tar zxvf /tmp/linux-2.4.25.tar.gz
# cd linux-2.4.25
# make mrproper   (既存の設定".config"を消します)
 (make oldconfig  以前のバージョンの.configがあればコンバート)

# make menuconfig (あらゆるkernelのオプションを指定できます)
  Moduleは使わない事にします
 "Loadable Module support" -> "Enable loadable module support" -> OFF

# make dep
# make clean
# make bzImage
# ls /usr/src/linux-2.4.25/arch/i386/boot/bzImage

  必要なカーネルができるまで menuconfigからbzImageまでを繰り返します。
  /usr/src/linux-2.4.25/arc/i386/boot/bzImage が目的のカーネルです。
  ドライバ類のモジュール化は行わず、カーネルに取り込みましょう。
  ほぼ最小構成にてコンパイル、約10分


user landのbuild
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ptxdistとは

  ptxdistは組み込み用途に適したuser landを生成するツール。
  KernelコンパイルのCUI、GUIに似せたインターフェイスを持ち、設定され
  たオプションに合わせて必要なソースやパッチをネットワークから自動的に
  入手、コンパイルを行う。targetはHD上にツリーとしてbuildされる。

  busybox, uClibなどの小型化定番のツール、ライブラリもメニュー上から
  使用を選ぶだけでOK。telnet,ftp,webサービス利用なども選べ、適宜プロ
  グラムがコンパイル、インストールされる。

  内部でkernelのコンパイルも選べるが、ネットワークのドライバなど考慮されない
  ので自力でコンパイルした方がよい。

  ptxdistを利用し生成されたディレクトリツリーをCD-RやCFにコピーすれば
  ユーザランドの準備は完了。/etc以下の各種設定ファイルは生成されないが、
  ptxdistのアーカイブにサンプルが納められている。

  また、initrdは生成されないので、必要であればLinuxに準備されている(RedHat
  だけ?)mkinitdというscriptが利用し作成、ptxdistでできたツリーをinitrd
  内部にコピーすれば、RAMDISKのみで運用されるLinuxにも使える。


- ptxdistがgraphviz内のdotというプログラムを必要としたのでインストール

% cd ~
% http://www.graphviz.org/pub/graphviz/ARCHIVE/graphviz-1.12-1.i386.rpm
% su root
# rpm -ivh graphviz-1.12-1.i386.rpm
# exit

- ptxdistをインストール

% wget http://www.pengutronix.de/software/ptxdist/ptxdist-0.5.2.tgz
% tar zxvf ptxdist-0.5.2.tgz
% cd ptxdist-0.5.2
% setenv LANG C
% make i386-generic-glibc_config   (まずは一般的な設定をロード)
% make menuconfig                  (自分好みにカスタマイズ)

  - BusyBox
    General Configration -> Support for devfs -> off
    General Configration -> Use the devpts filesystem for Unix98 PTYs -> off
    Login/Password Management Utilities
    Networking Utilities -> hostname/ifconfig/route/telnetd

  - Disk and file utils  ->  GRUB 
    ブートローダとして利用します
	
  - Networking Apps -> proftpd
    BusyboxにはFTPデーモンが含まれていないので別途選びます。

% make world
  Eden/667MHz+256MBRAMで、コンパイルに約2時間半(カスタマイズなし)
% ls ~/ptxdist-0.5.2/root
  出来上がったユーザランドはここに出来ます。

CFへの作り込み
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- CF内の構成

   +------------------------+
   | GRUB (boot loader)     |   MBR
   +------------------------+
   | /boot/bzImage (Kernel) |
   | /boot/grub    (GRUB)   |
   | /bin                   |
   | /dev                   |   /dev/hdc1 (ext2)
   | /lib                   |
   | /sbin       (Userland) |
   | /tmp                   |
   | /usr                   |
   | /var                   |
   +------------------------+

- CFの初期化

# /sbin/fdisk /dev/hdc         (CF上にhdc1としてLinuxパーティションを作成)
# /sbin/mke2fs /dev/hdc1       (hdc1にext2のファイルシステムを作成)
# /bin/mount /dev/hdc1 /mnt    (/mntとしてmount)

- ユーザランドの書き込み

# cd ptxdist-0.5.2/root
# tar cf - . | ( cd /mnt ; tar xf - )

- カーネルの書き込み

# cp /usr/src/linux-2.4.25/arch/i386/boot/bzImage /mnt/boot

- デバイスファイル作成

# cd  /mnt/dev
# cp -dpR /dev/hda[1-6] .
# cp -dpR /dev/hdc[1-6] .
# cp -dpR /dev/tty[0-3] .
# cp -dpR /dev/ttyp[0-3] .
# cp -dpR /dev/ptyp[0-3] .
# cp -dpR /dev/shm .
# cp -dpR /dev/pts .
# cp -dpR /dev/console  .
# cp -dpR /dev/null .


- 初期設定ファイルの準備

# vi /mnt/etc/fstab
  -----
  /dev/hdc1       /               ext2    errors=remount-ro,noatime  1       1
  proc            /proc           proc    defaults        0       0
  tmpfs           /dev/shm        tmpfs   size=32m        0       0
  -----

# vi /mnt/etc/inittab
  -----
  ::sysinit:/etc/init.d/rcS

  # Start an "askfirst" shell on the console
  ::askfirst:/bin/sh

  # login prompt on the console
  #::respawn:/sbin/getty 38400 console

  # put a getty on a serial line (for a terminal)
  #::respawn:/sbin/getty -L ttyS0 9600 vt100

  # Stuff to do before rebooting
  ::ctrlaltdel:/sbin/reboot
  ::shutdown:/bin/umount -a -r
  -----

# vi /mnt/etc/init.d/rcS
  -----
  #!/bin/sh

  # host configration
  hostname="test"
  address="192.168.2.10"
  gwaddress="192.168.2.254"

  echo
  echo "Bonsai Linux project (build:20040413)"
  echo

  # mount /proc file system
  /bin/mount /proc 

  # mount root file system for fsck check
  /bin/mount -a

  # re-mount root file system
  /bin/mount -o remount,rw /dev/hdc1 /               

  # /tmp and /var on tempfs 
  mkdir /dev/shm/tmp
  mkdir /dev/shm/var
  /bin/mount -o bind /dev/shm/tmp /tmp
  /bin/mount -o bind /dev/shm/var /var
  chmod -R 1777 /tmp
  mkdir /var/log

  # network configure
  /bin/hostname $hostname
  /sbin/ifconfig lo 127.0.0.1 netmask 255.0.0.0
  /sbin/ifconfig eth0 $address netmask 255.255.255.0
  /sbin/route add default gw $gwaddress                 

  # network service start
  #/sbin/syslogd
  #/usr/sbin/telnetd
  #/usr/sbin/proftpd &
  -----

# chmod +x /mnt/etc/init.d/rcS

- Boot loaderの書き込み

HDからLinuxをboot、CFのMBRにGRUBを書き込む。
sgate1,stage2などはすでにCF上にあることが前提(ptxdistで作成)。

# ls /mnt/boot/grub
# /sbin/grub
grub> root (hd1,0)   hd0かhd1かはBIOSが見つけている順。bootしたデバイスがhd0になる
grub> setup (hd1)    hd1つまりCFのMBRにGRUBをインストール
grub> quit

# vi  /mnt/boot/grub/grub.conf
  -----
  default=0
  timeout=10

  title Bonsai Linux
        root (hd0,0)
        kernel /boot/bzImage ro root=/dev/hdc1
  -----

# cd /mnt/boot/grub
# ln -s grub.conf menu.lst