自制一个linux开发板_linux系统的电脑

目录 

一、Debian系统介绍

二、Linux发行版和Linux内核的关系

三、Debian文件系统制作

1、环境配置

2、Debian文件系统构建

🍟 第一阶段

🍟 第二阶段

三、Debian文件系统配置

1、更新源

2、安装网络相关库

3、配置账号

四、通过wpa_supplicant连接wifi

五、增加swap分区

六、参考内容 

一、Debian系统介绍

Debian GNU/Linux 是 Linux 操作系统的一个特定发行版，以及在其上运行的众多软件包。Debian项目由 Ian Murdock 于 1993 年发起，是在Linux发行版的概念还很新的时候获得广泛认可的首批自由软件项目之一。Debian 这个名字——发音为 deb-EE-uhn——是一个合成词，它混合了创建者的名字 Ian 和他妻子 Debra 的名字。

二、Linux发行版和Linux内核的关系

内核：位于应用软件和底层硬件系统之间。它直接与硬件通信，传递应用软件的任何请求。一个简单的例子来说明这一点，就是在手机上录制视频。当你点击相机应用程序时，该软件将向内核传达它想要使用相机和麦克风的信息。然后，内核将通知摄像头和麦克风硬件唤醒并做好准备。那么现在，软件和硬件将协同工作，为你录制好视频。

操作系统：主要目的是管理系统进程和资源。它包含内核，因此执行内核可以执行的所有任务。此外，它还确保系统保护和安全。操作系统充当用户和底层硬件系统之间的接口。所有应用程序都在操作系统创建的封闭环境中运行。因此，没有操作系统就无法使用系统。

Linux 本身就是一个内核。然后，开发人员在其基础上进行构建，以提供当今可用的各种 Linux 发行版。

三、Debian文件系统制作

由于F1C200s的RAM只有64M，无法支持像是Ubuntu-Core这样的文件系统（最低RAM需求512M），所以一般只能用buildroot来生成简单的文件系统，或者裸机开发。

但是为了方便地使用Debian系的丰富软件，我们可以自己构建Debian最小系统，最小rootfs在180MB左右。

— 稚辉君

1、环境配置

首先下载两个工具：qemu-arm-static和debootstrap。

🥝 qemu-arm-static：通过qemu-arm-static，我们在x86的Ubuntu PC机上，可以模拟ARM处理器，就像运行在ARM上一样进行各种操作。这样既实现了ARM环境，又利用了x86 PC的处理能力。

🥝 debootstrap：是Debian/Ubuntu下的一个工具，用来构建一套基本的系统(根文件系统)。生成的目录符合Linux文件系统标准(FHS)，即包含了/boot、/etc、/bin、/usr等等目录，但它比发行版本的Linux体积小很多，当然功能也没那么强大，因此，只能说是“基本的系统”。

sudo apt install qemu-user-static -y sudo apt install debootstrap -y mkdir Debian_rootfs

2、Debian文件系统构建

由于我们的Ubuntu是Linux系统，而开发板是ARM系统，在使用bootstrap为外部体系结构引导发行版时，才需要分开两个阶段。请参见手册页–foreign上的选项说明。

例如，使用x64机器为嵌入式ARM系统创建Debian安装系统。第一阶段将下载所需的.deb文件并将其解压缩到您指定的目录中。第二阶段解压运行所有程序包配置脚本，这些脚本必须使用目标体系结构或使用qemu-user-static模拟目标体系结构来完成，在此处我们使用qemu-user-static模拟ARM系统来完成。在完成两个阶段的配置后，还需要进入qemu模拟器进行一些必要配置。

🍟 第一阶段

使用华为镜像源抽取根文件系统（下载deb软件包），命令如下，bootstrap命令详解见Bootstrap命令详解。其中foreign表示若目标架构与本机架构不符时，需要携带该参数；arch代表架构，armhf (支持硬件浮点)、armel (软浮点)；verbose表示不打印wget等包下载数据，进行静默安装；buster代表Debian发行版本代号。

sudo debootstrap --foreign --verbose --arch=armel buster rootfs http://mirrors.huaweicloud.com/debian/

其中，不同Debian发行版代号如下。命令执行完成后就是大家最常见的linux根文件系统，但是目前还不能直接使用，还需要对其做一些其他的配置。 

至此,已经下载了最小的Debian系统, 你也可以将它想象为”最小系统”类似的存在,没有其他 “外设” 。下图是我补充的图片，所在文件夹名字和上面不同。

🍟 第二阶段

上面讲在第二阶段我们应该使用qemu-user-static模拟ARM系统运行所有程序包配置脚本，怎么模拟ARM系统呢？使用qemu这个虚拟机。简而言之，我们需要在qemu模拟出的ARM系统中执行一个Debian系统配置，相当于把Debian放到ARM开发板上配置。具体操作为：文件夹挂载 + chroot切换根目录。

1）文件挂载：

首先对文件夹按照下面的命令进行挂载，这里为什么需要挂载呢？ 

cd rootfs sudo mount --bind /dev dev/ sudo mount --bind /sys sys/ sudo mount --bind /proc proc/ sudo mount --bind /dev/pts dev/pts/ 

我的理解是：因为在宿主（Ubuntu虚拟机）是x64架构，不能安装arm架构的软件，需要依靠qemu-arm-static来模拟成arm环境进行安装，而模拟arm环境相当于，以指定的某个目录为新的根目录，如果不更改挂载点，直接下载一些软件或者依赖项就会下载到原来的挂载点而出错。

通俗一点的理解：虽然更新了根目录，如果没有挂载新文件系统的/dev等文件夹，如果再去操作/dev，相当于还是在操作Ubuntu的/dev，只有挂载了这个文件夹之后，再操作才相当于真正操作Debian新的根文件系统的/dev。评论区讨论吧！欢迎指正！

2）chroot切换根目录：

chroot，即 change root directory (更改 root 目录)。在 linux 系统中，系统默认的目录结构都是以 /，即以根 (root) 开始的。而在使用 chroot 之后，系统的目录结构将以指定的位置作为 / 位置。

sudo cp /usr/bin/qemu-arm-static usr/bin/

使用上面的命令将我们之前安装的qemu复制到/rootfs/usr/bin目录下，可以看到我们具有该文件的读、写、可执行权限。

然后在Debian_rootfs目录下执行下面的命令，该命令意思是设置一些环境变量，并使用chroot命令将rootfs切换为新的根目录，执行目录rootfs/debootstrap下的命令: debootstrap –second-stage，后面的是debootstrap可执行文件的两个参数。

sudo LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs /debootstrap/debootstrap --second-stage --verbose

该命令的主要作用是：对拉取的Debian根文件系统进行配置。这主要是由上面的–foreign选项决定的。这里是使用qemu-user-static模拟目标体系结构来完成的，因为我们使用的chroot更改了根目录，并挂载了新的文件系统的文件夹，相当于使用chroot命令+挂载，完成arm架构的模拟。

三、Debian文件系统配置

sudo LC_ALL=C LANGUAGE=C LANG=C chroot rootfs

使用上面的命令进入qemu虚拟器，相当于进入ARM系统下的Debian文件系统中，如下图所示。chroot rootfs 后面不加命令相当于执行chroot rootfs  /bin/bash，也就是打开一个shell，详见chroot语法。

1、更新源

更新源为国内源可以提高后续软件下载速度，具体命令如下。因为默认的源是 http 的，但是如果准备使用的镜像源是https 的，所以需要额外的安装有关 HTTPS 的包。所以安装这两个包之后就可以正常拉取https的源了：apt-transport-https和ca-certificates。

vi /etc/apt/sources.list #写入： deb http://mirrors.huaweicloud.com/debian buster main apt-get update

2、安装网络相关库

apt-get install wpasupplicant #安装WIFI配置相关的组件 apt-get install net-tools #安装网络基础组件、如使用ifconfig等 apt-get install udhcpc #当wifi连接成功后，需要用这个组件去获取IP地址 apt-get install evtest #触摸屏测试 apt-get install mplayer apt-get install alsa-utils #音频测试 ## 其他组件 apt-get install wireless-tools apt install sudo vim openssh-server htop apt install pciutils usbutils acpi #acpi我没有安装成功，换了其他的源也不可以

3、配置账号

设置root账号密码。

passwd root

4、配置时区

cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

5、配置SSH

vi /etc/ssh/sshd_config #写入： PermitRootLogin yes

6、rootfs打包

apt clean #清理 exit #退出chroot rm rootfs/usr/bin/qemu-arm-static #删除之前拷贝的文件

cd rootfs sudo umount dev/pts/ # 一定要在/dev前面umount sudo umount dev/ sudo umount sys/ sudo umount proc/ 

sudo tar cvf ../rootfs.tar ./ #在rootfs目录下执行

最终生成了Debian文件系统压缩包，解压即可使用。

7、Debian文件系统启动

在rootfs.tar文件目录终端中，输入以下命令解压到TF卡的rootfs分区，也就是第二分区。

sudo tar -vxf ./rootfs.tar -C /media/project01/rootfs/

注意：一定要等待拷贝完成，再拔出TF卡，我的转接器上有指示灯，等待指示灯常亮，不再闪烁即可拔出。将TF卡插到开发板上，上电启动复位，等待，启动成功！！！

四、增加swap分区

芯片的SiP内存只有64MB，大部分情况下都不够用，所以需要开启swap使用内存卡的一部分空间来作为交换内存。

在使用一些软件的过程中，会遇到系统崩溃，尤其是使用 apt-get install 的时候，所以需要加入swap分区，可以简单理解为虚拟内存。

这十分类似于Windos的虚拟内存，虚拟内存其实就是将硬盘的一部分容量当内存使用，从而弥补物理内存不足的问题。

我们可以通过free -m来查看下内存使用状况，此处我直接在qemu虚拟器中查看：

 使用如下命令创建你想要添加swap分区的大小：

dd if=/dev/zero of=/swap1 bs=1M count=512 #count是SWAP大小，512就是512MB

设置swap分区文件，然后激活分区：

# 设置分区文件 mkswap /swap1 # 激活swap分区 swapon /swap1

vi /etc/fstab # 最后一行添加 # /swap1 swap swap defaults 0 0

 将新的根文件系统拷贝到TF卡的第二分区，重新上电启动，查看交换分区大小，的确为我们设置的512M。

五、参考内容 

1. 创建基于arm的debian文件系统

2. debootstrap定制arm平台linux

3. Debootstrap – linux-sunxi.org

4. 系统移植2-Debian系统的移植 – Shuzang’s Blog

5. Debian文件系统制作,以及WIFI配置、交换分区配置

今天的文章
自制一个linux开发板_linux系统的电脑分享到此就结束了，感谢您的阅读。