SDカードに root filesystem を作成する (Obsolete)

ブートローダーでの操作で、SD カードに作成した Debian を root filesystem として起動する方法を紹介しました。
ここでは、SD カードに root filesystem を作成する方法を紹介します。実機での作業例となります。

準備

適当な容量の SD カードを用意します。
開発に使う場合、市販の安価な製品 (MLC) ではなく、書換可能回数が多い SLC の製品を使用するほうが良い¹⁾と思います。

※ SLC の SD カードは、弊社でも販売しております。お問い合わせはこちらからお願い致します。

SD カードのフォーマット

fdisk, mkfs.ext4 コマンドにより、

パーティションの作成
ファイルシステムの作成

を行います。

パーティションの作成

新品の SD カードは、VFAT フォーマットになっており、パーティションの ID も “FAT” になっているため、
fdisk コマンドでパーティション ID を “Linux” に変更します。

user1@plum:~$ sudo fdisk /dev/mmcblk0
[sudo] password for user1: 

Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): 83
Changed system type of partition 1 to 83 (Linux)

Command (m for help): p

Disk /dev/mmcblk0: 2002 MB, 2002780160 bytes
77 heads, 26 sectors/track, 1953 cylinders, total 3911680 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00073ed7

        Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/mmcblk0p1   *        2048     3908608     1953280+  83  Linux

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: If you have created or modified any DOS 6.x
partitions, please see the fdisk manual page for additional
information.
Syncing disks.
user1@plum:~$

ファイルシステムの作成

ext4 ファイルシステムを作成します。
inode の数が不足することがありますので、“-i 4096” オプションを付与しておきます。

user1@plum:~$ sudo mkfs.ext4 -m 0 /dev/mmcblk0p1 -i 4096
mke2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)
Discarding device blocks: done                            
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
488400 inodes, 488320 blocks
0 blocks (0.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=503316480
15 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
32560 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 

user1@plum:~$

SD カードのマウント

フォーマットが完了しましたので、適当なディレクトリ (例: /mnt/sd) に mount しておきます。

user1@plum:~$ sudo mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/sd/
user1@plum:~$ df /mnt/sd/
Filesystem     1K-blocks  Used Available Use% Mounted on
/dev/mmcblk0p1   1798244  2880   1778980   1% /mnt/sd
user1@plum:~$

root filesystem の作成

オンボードフラッシュメモリで採用しているのと同じ “Ubuntu Linux” の root filesystem を作成してみます。
Ubuntu を含む Debian 系のディストリビューションの場合、“debootstrap” コマンドで作成することができます。

debootstrap のインストール

まずは、debootstrap コマンドをインストールします。

user1@plum:~$ sudo apt-get update
Ign http://ports.ubuntu.com trusty InRelease  
Ign http://ppa.launchpad.net trusty InRelease 
Ign http://ports.ubuntu.com trusty-updates InRelease
Hit http://ppa.launchpad.net trusty Release.gpg
Ign http://ports.ubuntu.com trusty-security InRelease
Hit http://ppa.launchpad.net trusty Release
Hit http://ports.ubuntu.com trusty Release.gpg  
Hit http://ppa.launchpad.net trusty/main armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates Release.gpg           
Hit http://ppa.launchpad.net trusty/main Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security Release.gpg
Hit http://ports.ubuntu.com trusty Release
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates Release
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security Release
Hit http://ports.ubuntu.com trusty/main armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty/restricted armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty/universe armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty/main Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty/restricted Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty/universe Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates/main armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates/restricted armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates/universe armhf Packages
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates/main Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates/restricted Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-updates/universe Translation-en
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security/main armhf Packages                
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security/restricted armhf Packages          
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security/universe armhf Packages            
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security/main Translation-en                
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security/restricted Translation-en          
Hit http://ports.ubuntu.com trusty-security/universe Translation-en            
Reading package lists... Done                                                  
user1@plum:~$

user1@plum:~$ sudo apt-get install debootstrap
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
The following NEW packages will be installed:
  debootstrap
0 upgraded, 1 newly installed, 0 to remove and 2 not upgraded.
Need to get 30.0 kB of archives.
After this operation, 233 kB of additional disk space will be used.
Get:1 http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports/ trusty-updates/main debootstrap all 1.0.59ubuntu0.2 [30.0 kB]
Fetched 30.0 kB in 0s (34.3 kB/s)
Selecting previously unselected package debootstrap.
(Reading database ... 20175 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack .../debootstrap_1.0.59ubuntu0.2_all.deb ...
Unpacking debootstrap (1.0.59ubuntu0.2) ...
Setting up debootstrap (1.0.59ubuntu0.2) ...
localepurge: Disk space freed in /usr/share/locale: 0 KiB
localepurge: Disk space freed in /usr/share/man: 0 KiB

Total disk space freed by localepurge: 0 KiB

user1@plum:~$

root filesystem の作成

debootstrap コマンドにより作成します。

user1@plum:~$ sudo debootstrap trusty /mnt/sd http://ports.ubuntu.com/
I: Retrieving Release 
I: Retrieving Release.gpg 
I: Checking Release signature
I: Valid Release signature (key id 790BC7277767219C42C86F933B4FE6ACC0B21F32)
〜〜〜 中略 〜〜〜
I: Configuring eject...
I: Configuring perl...
I: Configuring libpod-latex-perl...
I: Configuring init-system-helpers...
I: Configuring liblog-message-simple-perl...
I: Configuring libtext-soundex-perl...
I: Configuring libarchive-extract-perl...
I: Configuring libterm-ui-perl...
I: Configuring libmodule-pluggable-perl...
I: Configuring rsyslog...
I: Configuring kbd...
I: Configuring ubuntu-minimal...
I: Configuring libc-bin...
I: Configuring initramfs-tools...
I: Base system installed successfully.
user1@plum:~$

/mnt/sd 以下に、下記のとおり root filesystem が作成されました。

user1@plum:~$ ls -l /mnt/sd/
total 88
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Nov 13 17:01 bin
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Apr 11  2014 boot
drwxr-xr-x  3 root root  4096 Nov 13 16:59 dev
drwxr-xr-x 61 root root  4096 Nov 13 17:02 etc
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Apr 11  2014 home
drwxr-xr-x 12 root root  4096 Nov 13 17:00 lib
drwx------  2 root root 16384 Nov 13 15:42 lost+found
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Nov 13 16:57 media
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Apr 11  2014 mnt
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Nov 13 16:57 opt
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Apr 11  2014 proc
drwx------  2 root root  4096 Nov 13 16:57 root
drwxr-xr-x  7 root root  4096 Nov 13 17:00 run
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Nov 13 17:02 sbin
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Nov 13 16:57 srv
drwxr-xr-x  2 root root  4096 Mar 13  2014 sys
drwxrwxrwt  2 root root  4096 Nov 13 17:02 tmp
drwxr-xr-x 10 root root  4096 Nov 13 16:57 usr
drwxr-xr-x 11 root root  4096 Nov 13 16:57 var
user1@plum:~$

root filesystem の設定

root filesystem は作成されましたが、実際に使用するためには各種設定が必要となります。
例として、下記設定が必要です。

Kernel module のコピー
root のパスワード
fstab
console (getty)
apt source

Kernel module のコピー

今動作している Kernel 用の module 一式を、SD カードにコピーしておきます。
debootstrap で作成した root filesystem には、/lib/modules ディレクトリが作成されていないため、作成しておきます。

user1@plum:~$ sudo mkdir /mnt/sd/lib/modules
user1@plum:~$

その後、Kernel module のディレクトリ以下をコピーします。

user1@plum:~$ sudo cp -a /lib/modules/3.14.23+ /mnt/sd/lib/modules/
user1@plum:~$

root のパスワード設定

root のパスワードを設定します。

user1@plum:~$ sudo chroot /mnt/sd/
root@plum:/# passwd 
Enter new UNIX password: 
Retype new UNIX password: 
passwd: password updated successfully
root@plum:/# exit
exit
user1@plum:~$

fstab の設定

debootstrap 直後は、下記のとおり全く設定されていません。

user1@plum:~$ cat /mnt/sd/etc/fstab
# UNCONFIGURED FSTAB FOR BASE SYSTEM
user1@plum:~$

下記のようにエディタを起動し、設定しておきます。

user1@plum:~$ sudo nano -w /mnt/sd/etc/fstab

console(getty) の設定

シリアルコンソールでログインできるよう、getty の設定をしておきます。
/etc/init/ttyO0.conf をベースにして編集します。

user1@plum:~$ sudo cp /etc/init/ttyO0.conf /mnt/sd/etc/init/
user1@plum:~$ sudo nano -w /mnt/sd/etc/init/ttyO0.conf

※ 上の例は、RJ-45 のポートをコンソールとして使用する場合です。DSUB-9 を使用する場合は、ttyO0 → ttyO1 と読み替えてください。

apt source の設定

apt-get でパッケージ追加・更新ができるように、apt source の設定をしておきます。
オンボード Flash の設定をそのままコピーで良いと思います。

user1@plum:~$ sudo cp /etc/apt/sources.list /mnt/sd/etc/apt/            
user1@plum:~$

SD root filesystem からの起動

Bootloader のシェルから、Kernel command line を設定して起動します。

UBI: user volume: 10, internal volumes: 1, max. volumes count: 128
UBI: max/mean erase counter: 2/0, WL threshold: 4096, image sequence number: 27632
UBI: available PEBs: 0, total reserved PEBs: 2040, PEBs reserved for bad PEB handling: 40

Hit m for menu or any other key to stop autoboot:  2

type exit to get to the menu
barebox@plum-ma[512MiB]:/ global.linux.bootargs.dyn.root="root=/dev/mmcblk0p1 rootfstype=ext4 rootwait"
barebox@plum-ma[512MiB]:/ bootm /dev/ubi0.kernel.0 -o /dev/spi.dtb.0
   Image Name:   Linux-3.14.23+
   Created:      2014-11-11   4:54:32 UTC
   OS:           Linux
   Architecture: ARM
   Type:         Kernel Image
   Compression:  uncompressed
   Data Size:    3468368 Bytes = 3.3 MiB
   Load Address: 80008000
   Entry Point:  80008000

Loading OS U-Boot uImage '/dev/ubi0.kernel.0'
〜〜〜

起動しました。

この後は、

Network の設定 (/etc/network/interfaces)
一般ユーザアカウントの追加
パッケージの追加・更新・削除

などを行って、好みの環境を作ることができます。

ダウンロード

今回、v2.4.0 ファームウェアの環境で作成したサンプルを置いておきます。

File	Stat	SHA1SUM	Info
trusty_v2_4_0_sdroot.tar.xz	2014/11/14 11:08 77.9 MB	66231a2cfec06ad61228e0e11339c3d2f3ac32c2	v2.4.0 用

¹⁾

ざっくり計算ですが、書換寿命が100倍(！)ほど違います。

目次

SDカードに root filesystem を作成する (Obsolete)

準備

SD カードのフォーマット

パーティションの作成

ファイルシステムの作成

SD カードのマウント

root filesystem の作成

debootstrap のインストール

root filesystem の作成

root filesystem の設定

Kernel module のコピー

root のパスワード設定

fstab の設定

console(getty) の設定

apt source の設定

SD root filesystem からの起動

ダウンロード