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系列文章目录

Linux内核学习
Linux 知识（1）
Linux 知识（2）
WSL Ubuntu
QEMU 虚拟机
Linux 调试视频
PCIe 与 USB 的补充知识
vscode 使用说明
树莓派 4B 指南
设备驱动畅想
Linux内核子系统
Linux 文件系统挂载
QEMU 通过网络实现共享文件
OrangePi 学习摘录 —— 制作桌面版镜像
Radxa 学习摘录
Rockchip RK3399 - 引导流程和准备工作
制作Ubuntu根文件
制作RK3568 ubuntu20.04桌面版镜像
Rockchip RK3399 - 移植ubuntu 20.04.4根文件系统

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1. 安装开发环境和工具

qemu-user-static 是一个用于在 x86 主机上运行 ARM 或其他非 x86 操作系统的工具。它是一个静态版本的 QEMU，因此它可以直接从磁盘运行，而无需安装 QEMU 或任何其他软件.

安装它用于在PC主机上运行下载下来的UBUNTU镜像, 方便修改镜像的内容

# PC
sudo apt-get install qemu-user-static

2. 下载UBUNTU基础镜像包

Index of /ubuntu-base/releases

ubuntu-base-22.04.3-base-amd64.tar.gz

3. 修改镜像包

3.1 解压基础包, 需注意解压的参数中 p 参数保留权限:

# PC
sudo tar -xvpf ubuntu-base-22.04.3-base-amd64.tar.gz -C ubuntu-rootfs/

3.2 修改网络配置和 qemu-aarch64-static 【PC版无需】

# PC
#为了可以联网更新软件，拷贝本机的dns配置文件到根文件系统
sudo cp -b /etc/resolv.conf ubuntu-rootfs/etc/
#下载的ubuntu-base是aarch64架构的，因此需要拷贝qemu-aarch64-static到ubuntu/usr/bin/
sudo cp /usr/bin/qemu-aarch64-static ubuntu-rootfs/usr/bin/

3.3 替换软件源

No system certificates available. Try installing ca-certificates

apt update
apt -y install ca-certificates

Ubuntu 软件仓库

传统格式（/etc/apt/sources.list）
DEB822 格式（/etc/apt/sources.list.d/ubuntu.sources）

3.4 进入根文件系统进行操作,开始修改

1. 更改根目录

#PC
sudo chroot ubuntu-rootfs

或使用脚本

#!/bin/bash
mnt() {echo "MOUNTING"sudo mount -t proc /proc ${2}procsudo mount -t sysfs /sys ${2}syssudo mount -o bind /dev ${2}devsudo mount -o bind /dev/pts ${2}dev/ptssudo chroot ${2}
}
umnt() {echo "UNMOUNTING"sudo umount ${2}procsudo umount ${2}syssudo umount ${2}dev/ptssudo umount ${2}dev
}if [ "$1" == "-m" ] && [ -n "$2" ] ;
thenmnt $1 $2
elif [ "$1" == "-u" ] && [ -n "$2" ];
thenumnt $1 $2
elseecho ""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

执行如下命令将会挂载 ubuntu-base 文件系统；

./mnt_ubuntu.sh -m rootfs/

执行如下命令卸载文件系统：

./mnt_ubuntu.sh -u rootfs/

2. 更新

# QEMU
# 更新
apt update
apt upgrade# 安装常用工具包
# apt install net-tools iproute2 ifupdown iputils-ping vim sudo
apt install net-tools iproute2 iputils-ping vim sudo psmisc# apt install nfs-common htop rsyslog language-pack-en-base 
apt install rsyslog language-pack-en-base apt install network-manager systemd openssh-server
# apt install network-manager systemd openssh-sftp-server kmod wireless-tools# 安装桌面
apt install xubuntu-desktop# 修改ROOT 密码
passwd root# 创建 rk3568 账户
useradd -s '/bin/bash' -m -G adm,sudo rk3568
passwd rk3568# 修改主机名
echo "rk3568" > /etc/hostnameexit# 查询系统中属于nano的文件:
$ dpkg-query -L vim

3. 问题

/usr/bin/apt-key: 95: cannot create /dev/null: Permission denied

sudo cp -af /dev/null dev/

3.5 包介绍

net-tools

net-tools 是一个在 Ubuntu 系统中用于网络管理和诊断的工具包，它包含了多个常用的网络命令和工具。net-tools 提供了如 ifconfig、route 等命令，用于配置和管理网络接口及路由信息。

iproute2

iproute2 是一个用于配置和管理 Linux 网络的工具集，它提供了丰富的命令行工具，用于控制和监控 Linux 内核中的网络行为。使用 ip addr 命令来添加或删除网络接口的 IP 地址。

# 查看网络接口信息：
ip link show# 启用网络接口：
ip link set eth0 up
ip link set enp0s3 up# 配置IP地址：
ip addr add 10.0.2.15/24 dev eth0
ip addr add 10.0.2.15/24 dev enp0s3# 添加路由：
ip route add 10.0.2.0/24 via 10.0.2.0 dev eth0
ip route add default via 10.0.2.2 dev eth0
ip route add default via 10.0.2.2 dev enp0s3
route add default gw 10.0.2.2
# 检查默认路由
ip route show
# 删除默认路由
ip route del default via 10.0.2.2 dev eth0
ip route del default via 10.0.2.2 dev enp0s3# 指定发送的 ICMP 请求次数
ping -c 5 <目标IP地址或域名>
ping -W 2 <目标IP地址或域名>
# 这将设置超时时间为 2 秒，如果在指定时间内未收到响应，ping 命令会停止

ethtool

ethtool 是一个用于查询和设置 Linux 系统中网络接口（网卡）参数的命令行工具。

• 查看网卡信息：
  • 查看网卡的基本硬件属性，如速度、双工模式、MAC 地址、驱动程序信息等。
  • 查看网卡支持的各种高级功能，例如是否支持 TCP 分段卸载（TSO）、通用接收卸载（GRO）等网络功能。
• 配置网卡参数：
  • 调整网卡的工作参数，如双工模式、传输速率等。
  • 设置网卡的高级功能，如流控制、接收和发送队列数量、电源管理等。
• 查看统计信息：
  • 查询设备的统计信息，如包计数、错误计数等。

# 查看网卡基本信息：
ethtool eth0# 查看网卡驱动信息：
ethtool -i eth0# 设置网卡双工模式：
ethtool -s eth0 duplex full# 设置网卡速度：
ethtool -s eth0 speed 100

ifupdown

ifupdown 是一个用于管理网络接口的工具，广泛应用于 Ubuntu 和其他基于 Debian 的发行版中。主要功能如下：

• 管理网络接口：允许用户通过命令行启动、停止和重新配置网络接口。
• 配置文件管理：使用 /etc/network/interfaces 文件来定义网络接口的配置，包括 IP 地址、子网掩码、网关等。
• 动态和静态配置：支持动态（DHCP）和静态 IP 配置。
• 网络服务管理：可以用于管理网络服务的启动和停止。

# 启动接口：
sudo ifup eth0# 停止接口：
sudo ifdown eth0# 重启接口：
sudo ifreload eth0# 查看接口状态：
sudo ifstatus eth0

iputils-ping

iputils-ping 是一个包含网络诊断工具的 Ubuntu 软件包，主要用于发送 ICMP 回显请求（即 “ping”）来测试网络连通性。主要功能:

• ping 命令：用于向目标主机发送 ICMP 回显请求，以测试目标主机是否可达以及网络延迟。

ping 8.8.8.8

sudo

sudo（superuser do）是 Ubuntu 系统中用于以超级用户权限执行命令的工具。以下是关于 sudo 安装包的详细介绍：

• 权限提升：允许普通用户以超级用户（root）权限执行命令。
• 用户管理：可以将用户添加到 sudoers 文件中，使其具有 sudo 权限。
• 日志记录：记录 sudo 命令的使用情况，便于审计和安全监控。
• 灵活性：支持多种选项和配置，如指定用户、设置密码策略等。

# 执行命令：
# sudo [command]
sudo apt install package_name
#   这将以超级用户权限安装指定的软件包。# 切换用户：
# sudo -u [username] [command]
sudo -u john ls /home/john
#   这将以用户 john 的身份执行 ls 命令。# 查看权限：
sudo -l
#   这将列出当前用户可以执行的 sudo 命令。

psmisc

psmisc 是一个用于处理与进程相关的操作的工具包，它包含了一些常用的命令，如 ps、killall、fuser 等。主要功能：

• 进程信息显示：ps 命令用于显示当前系统上运行的进程信息，包括进程的 PID（进程标识符）、运行状态、CPU 使用率等。

ps aux

• 杀死指定名称的进程：killall 命令可以根据进程的名称找到并终止该进程，方便地杀死一组相同名称的进程。

killall firefox

• 查找和终止使用文件或目录的进程：fuser 命令用于查找和终止正在使用某个文件或目录的进程，解决文件被占用无法删除或移动的问题。

fuser -k /path/to/file

nfs-common

nfs-common 是一个用于支持 Network File System (NFS) 功能的 Ubuntu 软件包，它包含了客户端和服务端通用的工具和库。以下是关于 nfs-common 安装包的简单介绍：

• 提供NFS客户端工具：允许用户在Linux系统上挂载和访问NFS共享目录。
• 支持NFS服务端功能：与 nfs-kernel-server 配合使用，可以配置和管理NFS服务端。
• 包含通用工具：如 mount.nfs、showmount 等命令，用于操作和查看NFS共享。

# 挂载NFS共享目录：
sudo mount -t nfs server_ip:/shared/directory /mnt/nfs

其中 server_ip 是NFS服务器的IP地址，/shared/directory 是服务器上共享的目录，/mnt/nfs 是本地的挂载点 。

htop

htop 是一个开源的、交互式的进程查看器，它提供了实时的系统资源和进程监视功能。以下是关于 htop 安装包的详细介绍：

• 实时系统资源监视：显示系统负载、内存使用、CPU 使用情况等关键资源指标。
• 交互式进程管理：允许用户通过按键直接操作和修改正在运行的进程，如结束进程、改变进程优先级等。
• 直观的用户界面：提供比传统 top 命令更直观的彩色图形界面，包括进程树形结构、命令过滤等功能。
• 自定义视图：用户可以自定义显示的信息字段，如进程的内存占用、运行时间等。
• 可扩展性：支持插件和扩展，可以通过脚本或其他工具进一步增强其功能。

rsyslog

rsyslog 是一个功能强大的日志守护进程，用于在 Linux 系统中收集、处理和转发日志消息。以下是关于 rsyslog 安装包的详细介绍：

• 日志收集：从本地系统和远程系统收集日志消息。
• 日志处理：根据配置规则对日志消息进行过滤、转换和处理。
• 日志转发：将日志消息转发到远程日志服务器或存储系统。
• 灵活的配置：支持多种输入、输出模块和模板，满足不同的日志管理需求。
• 高可扩展性：通过插件和自定义脚本扩展功能，支持复杂的日志处理逻辑。

# 启动和启用服务：
sudo systemctl start rsyslog
sudo systemctl enable rsyslog

• 配置文件位置：

  • 主配置文件：/etc/rsyslog.conf。
  • 额外的配置文件：/etc/rsyslog.d/ 目录下的文件。

• 基本配置示例：

module(load="imuxsock") # 本地 Unix socket 输入
module(load="imklog")   # 内核日志输入
template(name="TraditionalFormat" type="string" string="%TIMESTAMP% %HOSTNAME% %syslogtag%%msg%\n")
authpriv.*               /var/log/secure
mail.*                   -/var/log/mail
cron.*                   /var/log/cron
*.info;mail.none;authpriv.none;cron.none  /var/log/messages
*.emerg                  :omusrmsg:*
*.* @192.168.1.100:514

• 查看日志文件：

sudo tail -f /var/log/syslog

• 重启服务：

sudo systemctl restart rsyslog

language-pack-en-base

language-pack-en-base 是一个用于提供英文语言支持的 Ubuntu 软件包。以下是关于 language-pack-en-base 安装包的详细介绍：

• 提供英文翻译：包含所有受支持软件包的英文翻译数据。
• 支持多种桌面环境：适用于多种桌面环境，如 GNOME、KDE、Xfce 等。
• 基础语言包：作为英文语言支持的基础包，提供基本的翻译和语言环境配置。

# 安装完成后，可以通过以下命令设置系统的默认语言为英文：
sudo update-locale LANG=en_US.UTF-8# 然后重启系统以使设置生效：
sudo reboot
#   重启后，系统的语言就会变成英文。

systemd

systemd 是一个用于 Linux 系统的系统和服务管理器，它是现代 Linux 系统的核心组件之一。以下是关于 systemd 安装包的详细介绍：

• 系统初始化：systemd 在系统启动时作为第一个进程运行，负责初始化系统组件和服务。
• 服务管理：管理系统服务的启动、停止和重启，支持按需启动服务，提高系统效率。
• 进程管理：管理进程的生命周期，包括创建、监控和终止进程。
• 资源管理：管理系统资源，如 CPU、内存和文件系统，确保系统稳定运行。
• 依赖关系管理：自动处理服务之间的依赖关系，确保服务按正确的顺序启动和停止。
• 日志管理：通过 journalctl 命令提供日志管理功能，记录系统和服务的运行日志。

# 启动服务
sudo systemctl start [service_name]
sudo systemctl start apache2# 停止服务：
sudo systemctl stop [service_name]# 重启服务：
sudo systemctl restart [service_name]# 查看服务状态：
sudo systemctl status [service_name]# 启用服务开机自启：
sudo systemctl enable [service_name]# 禁用服务开机自启：
sudo systemctl disable [service_name]# 查看系统日志：
journalctl -b

network-manager

network-manager 是 Ubuntu 系统中用于管理网络连接的守护进程和服务，以下是关于 network-manager 安装包的详细介绍：

• 自动连接管理：NetworkManager 能够自动检测并管理可用的网络连接。当用户设备进入某个网络范围时，它可以自动连接到用户之前配置过的网络，无需手动操作。
• 网络配置简化：提供了图形化界面（如 nm-connection-editor）和命令行工具（如 nmcli），使用户能够轻松地配置和管理网络连接。支持配置多种网络类型，如以太网、Wi-Fi、VPN 等，用户可以设置各种网络参数，如 IP 地址、子网掩码、DNS 服务器等。
• 网络状态监控：NetworkManager 实时监控网络连接的状态，包括连接是否建立、信号强度、网络速度等。当网络状态发生变化时，它会及时通知用户，并可以根据用户的配置执行相应的操作，如重新连接网络或切换到其他网络。
• 网络问题诊断与修复：NetworkManager 能够收集和分析网络状态信息，帮助用户快速定位和解决网络问题。它提供了网络诊断工具，如 ping、traceroute 等，用户可以使用这些工具来检测网络连通性和延迟等问题。
• 网络安全性：NetworkManager 支持最新的网络安全标准，如 WPA2、WPA3 等，确保无线网络连接的安全性。同时，它还提供了 VPN 连接功能，允许用户通过加密隧道安全地访问远程网络资源。

# 启动和启用服务：
sudo systemctl start NetworkManager
sudo systemctl enable NetworkManager

配置网络连接：

• 图形界面配置：

  • 打开 “系统设置” 。
  • 点击 “网络” 。
  • 在 “网络连接” 界面，可以添加新的连接、编辑现有连接或删除连接。

• 命令行工具配置：

  • 查看所有网络连接：nmcli con 。
  • 添加新的网络连接：nmcli con add type ethernet ifname eth0 ip4 192.168.1.100/24 。
  • 编辑现有网络连接：nmcli con mod eth0 ipv4.addresses 192.168.1.101/24 。
  • 删除网络连接：nmcli con del eth0 。

openssh-sftp-server

openssh-sftp-server 是一个用于提供 SFTP（Secure File Transfer Protocol）服务的 Ubuntu 软件包，以下是关于 openssh-sftp-server 安装包的详细介绍：

• 安全文件传输：openssh-sftp-server 提供了一个安全的文件传输协议，允许用户通过 SSH 协议在客户端和服务器之间安全地传输文件。
• 集成 SSH 服务：作为 OpenSSH 服务器的一部分，它与 SSH 服务集成，确保文件传输的安全性和效率。
• 支持多种身份验证方式：支持基于密码和密钥的身份验证，增强了安全性。

openssh-sftp-server 依赖于 openssh-server ，因为 SFTP 服务需要通过 SSH 协议来提供安全的文件传输。

3.6. 桌面系统

• 关于 xubuntu-desktop
  • 大小在3.5G左右, 安装需要很长时间
  • 安装过程需要配置键盘之类的,需要手动选择输入
  • 显示管理选择 LightDM, 选 GDM 没有图像画面.

PS: LightDM 和 GDM 都是 Linux 系统的显示管理器，负责显示登录界面，并允许用户登录系统。

特性	LightDM	GDM
大小	小巧	较大
速度	较快	较慢
功能	简单	丰富
可定制	一般	较好

4. 打包镜像

#PC
# 查看文件大小
# du -h rs/
# 创建空白的镜像文件
dd if=/dev/zero of=root.img bs=1M count=6000
mkfs.ext4 root.img# 挂在镜像文件, 以便写入数据
mkdir rimage
sudo mount root.img rimage/
# 注意 p 参数
sudo cp -rfp ubuntu-rootfs/*  rimage/
sudo umount rimage/# 检查和修复 rootfs.img 文件系统
e2fsck -p -f root.img#resize2fs 命令是调整 ext2、ext3 和 ext4 文件系统大小的有效工具
# *如果碰到启动不进桌面, 可以尝试不要resize2fs*
resize2fs -M root.img

最终生成的镜像文件: root.img

5. 启动

要使用 QEMU 启动一个基于 Ubuntu 的 x64 Linux 系统，你需要确保以下几个关键组件准备就绪：编译好的内核、根文件系统镜像（你的 ext4 镜像），以及一个适当配置的 QEMU 启动命令。

基本流程

1. 准备内核和根文件系统镜像：

• 确保你的内核（如 vmlinuz 或类似的 ELF 文件）和根文件系统（如 rootfs.img，ext4 格式）已经准备好。
• 镜像文件应该是一个可以直接被 QEMU 加载的块设备镜像（比如使用 dd 创建的 .img 文件）。

2. 启动 QEMU 命令：

使用以下命令启动系统：

run2:qemu-system-x86_64 \-enable-kvm \-kernel ${bzImagePath}/bzImage \-m 1G -nographic \-device qemu-xhci \-virtfs local,path=/mnt/shared,mount_tag=host_share,security_model=none \-net user,id=net0,ipv6=off,hostfwd=tcp::8022-:22 \-net nic,model=virtio \-drive file=root.img,format=raw \-append "earlyprintk=serial,ttyS0 console=ttyS0 nokaslr root=/dev/sda rw"debug2:qemu-system-x86_64 \-kernel ${bzImagePath}/bzImage \-m 1G -nographic \-device qemu-xhci \-virtfs local,path=/mnt/shared,mount_tag=host_share,security_model=none \-net user,id=net0,ipv6=off,hostfwd=tcp::8022-:22 \-net nic,model=virtio \-drive file=root.img,format=raw \-S -s \-append "earlyprintk=serial,ttyS0 console=ttyS0 nokaslr root=/dev/sda rw"

命令说明

• qemu-system-x86_64: 指定模拟 x86_64 架构。
• -enable-kvm: 启用硬件虚拟化加速（KVM），可以显著提升性能。
• -m 1024: 为虚拟机分配 1GB 内存。
• -kernel: 指定内核镜像路径。
• -append: 传递内核命令行参数：
  • root=/dev/sda1: 指定根文件系统挂载点（假设根文件系统在第一个磁盘的第一个分区）。
  • rw: 以读写模式启动。
  • console=ttyS0: 将内核输出重定向到第一个串口（方便在终端查看输出）。
• -drive: 指定根文件系统镜像：
  • file=rootfs.img: 镜像文件路径。
  • format=raw: 指定镜像格式为 raw（dd 创建的通常是 raw 格式）。
• -net user: 使用用户模式网络，支持基本的网络功能。
• hostfwd=tcp::2222-:22: 将宿主机的 2222 端口转发到虚拟机的 22 端口（用于 SSH 访问）。
• -nographic: 不启动图形界面，直接输出到终端。

其他注意事项

• KVM 的启用：
  • 确保你的宿主机支持 KVM（Intel VT-x 或 AMD-V）。可以通过以下命令检查：

grep -E 'vmx|svm' /proc/cpuinfo

• • 如果没有输出，可能需要在 BIOS 中启用硬件虚拟化。
  • 如果无法启用 KVM，可以去掉 -enable-kvm 选项，但性能会下降。

• 文件系统镜像路径：

  • 确保 rootfs.img 文件和启动命令在同一目录下，或者指定绝对路径。

• 内核和文件系统的兼容性：

  • 确保内核版本和根文件系统是兼容的。如果系统无法启动，可能需要检查内核配置或文件系统是否完整。

参考

Linux RK3399 基于 Firefly RK3399 Board 制作 Ubuntu Desktop 版本
Rockchip RK3399 - 移植ubuntu 20.04.4根文件系统
Create Ubuntu root file system
制作RK3568 ubuntu20.04桌面版镜像