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Windows subsystem for linuxで始める組み込みlinux ラズパイ3のブートイメージを作ってみる-

組み込みLinuxをビルドする場合、通常であればLinux環境の用意が必要です。Windows 10 Anniversary UpdateからWSL(Windows Subsystem for Linux)が提供され、Ubuntu 14.04(64ビット版)のバイナリパッケージがそのまま実行可能となりました。そこで、WSLを使って組み込みLinuxをビルドする方法を紹介します。組み込みLinuxのビルドにはbuildrootを使用し、Raspberry Pi 3をターゲットとした既定のブートイメージの作成を例に説明します。

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Windows Subsystem for Linuxで始める
組み込みLinux
- ラズパイ3のブートイメージを作ってみる -
.NETラボ勉強会 2017年2月 2017/02/25
小松 豊彦 (komat)
© 2017 Toyohiko komatsu
このセッションの目的
組み込みLinuxをビルドする場合、
通常であればLinux環境を用意する必要がある
Windows 10 Anniversary Updateから
Windows Subsystem for Linux (WSL) が提供され、
ubuntu 14.04のバイナリパッケージをそのまま実行可能
(64ビット版)
そこで、
1
このセッションの目的
WSLを使って組み込みLinuxをビルドする方法を紹介する
組み込みLinuxのビルドには buildroot を使用し、
Raspberry Pi 3 をターゲットとした
既定のブートイメージを作成する
2
注意事項
 本資料は、個人で準備した環境において、個人的に実施した結果
や調査をもとに作成されています
 著者および発表者が、本資料の内容について、その正確さや個々
の目的への適合性を保証するものではありません
 著者、発表者およびそれらの関係者を含む第三者は、本資料の利
用の結果として生じた損失・損害等について、一切責任を負いま
せん
 本資料に記載されている製品名は各社の商標または登録商標です。
本資料では登録商標マーク ® は省略しています
3
注意事項
 現時点で Windows Subsystem for Linux は Beta版 です
そのため、将来のバージョンアップで仕様が変更される可能性が
あります
4
自己紹介
 小松 豊彦 (こまつ とよひこ)
komat (こまっと)
 組込系のソフトウェア技術者らしい
 C#が好き
 組み込みLinuxって面白いね
5
WSLとは
 Windows Subsystem for Linux (WSL)
 Windows上でLinuxバイナリの実行を実現するサブシステム
 実際にはBash on Ubuntu on Windows (BUW)で提供される
bash.exeコマンドを介して利用する
6
BUWとは
 Bash on Ubuntu on Windows (BUW)
 ubuntuのファイルシステムと必要最低限のパッケージを提供
 Windowsからbash.exeを起動することで、
WSL+BUWで動作する「bash」が利用可能となる
7
このセッションでは
WSL+BUW環境を「WSL」と呼ぶこととする
ユーザーから見れば Bash on Ubuntu on Windows と呼んだ方が
良い気もするが…
Bash on Windowsと呼ぶ人もいる。公式もそう呼んでたりとか
8
WSLをインストールしよう
まずはWSLをインストールしないと始まらない
WSLのインストールは簡単だが「動作条件」がある
9
WSLの動作条件
 Windows 10 Anniversary Update (Ver.1607) 以降
[64ビット版]
 Homeエディションでも64ビット版であれば動作可能
 開発者モードへの変更
 インターネット接続環境
 インストール時に追加パッケージのダウンロードを行うため
10
開発者モードへの変更
 スタートボタン
→ [設定]
→ [更新とセキュリティ]
→ [開発者向け]
→ [開発者モード]を選択
11
WSLのインストール
 スタートボタンを右クリック
→ [プログラムと機能(F)]
→ [Windowsの機能の有効化または無効化]
→ [Windows Subsystem for Linux (Beta)] にチェック
12
bash.exeの起動
最初にbash.exeを起動すると、各種パッケージがダウンロードされ、
下記の入力を要求される
 ユーザー名
 パスワード
上記はWSLでのみ使用される。Windowsの認証情報と一致させる必要はない
パスワードはsudoコマンドで使用する
13
bash.exeの起動 14
bash.exeの起動
もう一度bash.exeを起動する場合は、
 bash.exeを直接起動
 スタートメニューから
「Bash on Ubuntu on Windows」をクリック
15
準備完了
これでWSLが利用可能となった
apt-getコマンドでパッケージを追加したり、
wgetコマンドでファイルをダウンロードしたり・・・
ただし、WSLからWindowsのバイナリは実行出来ない
(Creators Updateで実行可能となる予定)
16
表示の不完全さが気になる貴方へ
 WSLはベータ版であり、コンソールの対応が不完全
日本語やcursesの表示が化けることが多々ある
 正しく表示できるコンソールアプリがある
例えば ConEmu
https://conemu.github.io
bash.exe向けの設定もある
17
Windows環境とのファイルの交換
 /mnt/c フォルダ経由で行う
Dドライブがあれば /mnt/d フォルダも存在する
 例
C:¥Users¥komat¥Documents
→ /mnt/c/Users/komat/Documents
18
/mnt/c フォルダの制限事項
 owner/groupの変更が出来ない
 常にroot:root
 大文字/小文字の区別が無い
 WSL側では区別されるが、Windows側では区別されない
 パーミッションの変更はWriteモードのみ
 Read/Executeモードは常に付与される
19
作業フォルダには /home を使おう
 /mnt/cフォルダにはWSL特有の制限がある
 Linuxのファイルシステムを想定したパッケージは
正常に動作しない可能性が高い
 作業フォルダには /home を使おう
 作業フォルダのバックアップには tarコマンド 等を使うと良い
20
WSLの再構築
システムファイルや重要なパッケージをうっかり削除した場合に
環境を作り直す事が可能
コマンドプロンプトを起動し、
 lxrun /uninstall
 lxrun /install
上記の場合、/home フォルダは消されずに残る
apt-get等でインストールしたパッケージは再インストールが必要
21
やっと本題
WSLの準備が出来たので、組み込みLinuxをビルドしてみる
22
buildrootとは
 シンプルで効率的で使いやすい組み込みLinuxの構築ツール
 公式サイト
https://buildroot.org
23
Buildrootによって出来ること
 プリセットされたターゲット設定
 コンパイラやパッケージのダウンロード
 クロスコンパイラおよび関連ツール群の生成
 パッチの適用(buildrootに含まれるもの)
 Linuxおよびパッケージのビルド
 ブートイメージ、ディスクイメージの生成
上記ことを、少ないステップ数で簡単に行える
24
では早速ビルドしてみよう!
 buildrootのパッケージは公式ページからダウンロード可能
最新版は buildroot-2016.11.2 (2017/2/18現在)
https://buildroot.org/download.html
 パッケージのダウンロードが行われるため
インターネット接続環境で行う(光などの固定回線を推奨)
25
では早速ビルドしてみよう!
 buildroot-2016.11.2.tar.gz をダウンロード
wgetコマンドで直接作業フォルダにダウンロードしても良い
 /mnc/c フォルダから /home フォルダにコピーして、
tarballを展開
 cd ~/buildroot-2016.11.2
 make raspberrypi3_defconfig
 make
26
これだけで既定のイメージのビルドが出来る
しかし!
このままではビルド出来ない
もう少し準備が必要・・・
27
buildroot向けの準備
 パッケージの追加インストール
素のWSLにはビルド環境が入っていないため
コンパイラのコンパイルにはコンパイラが必要(^_^;
 sudo apt-get update
 sudo apt-get upgrade
 sudo apt-get install build-essential autoconf unzip
git ncurses-dev libc6-dev-i386
28
ターゲットが32ビットの場合に必要
1行で入力
buildroot向けの準備
 /etc/mtab ファイルの作成
buildrootが使用する tune2fs コマンドが失敗するため
 sudo touch /etc/mtab
空の /etc/mtab ファイルを作成する
29
buildrootの修正
 fakerootパッケージの設定変更
現時点でWSLが System V IPC をサポートしていないため
 cd ~/buildroot-2016.11.2
 sed -i -e '/$(eval/iHOST_FAKEROOT_CONF_OPTS
= --with-ipc=tcp' ./package/fakeroot/fakeroot.mk
“HOST_FAKEROOT_CONF_OPTS = --with-ipc=tcp” を
./package/fakeroot/fakeroot.mk の “$(eval” の前の行に追加
30
1行で入力
気を取り直してビルド!
 cd ~/buildroot-2016.11.2
 make raspberrypi3_defconfig
 make
なお、初回はダウンロードとビルドに4時間程度必要
所用時間は環境にもよるが、気長に待とう・・・(^_^;
31
 手順に漏れやミスがなければ、SDカードのイメージが出来上がる
./output/images/sdcard.img
ビルド完了! 32
SDカードへの書き込み
 WSLではSDカードのRAWデバイスへのアクセスが出来ない
ddコマンドでのイメージ書き込みが出来ない
 仕方が無いので、イメージ書き込みが出来るアプリを使う
 例えば、DD for Windows
http://www.si-linux.co.jp/techinfo/index.php?DD%20for%20Windows
33
カスタマイズ
 メニュー形式でパッケージやカーネルの設定を変更可能
 make menuconfig
buildroot自体、パッケージ等の設定
 make linux-menuconfig
linuxカーネルの設定
 make help
ヘルプの表示
34
設定を変更したら
make
活用は貴方次第
 Raspberry Piでは公式でRaspbianのディスクイメージを提供
https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
 一方、buildrootを使用することで、起動の速いイメージや
いつでも電源断が可能なイメージを作る事が可能
 Raspberry PiのハードやLinuxカーネルの勉強にもオススメ
35
おわり
END
ご静聴ありがとうございました
36
Creators Update
Windows 10の次期大型アップデート”Creators Update”では
WSLが強化される予定
 ubuntu 16.04 対応
 WSLからのWindowsアプリの起動
 アンチウイルスソフトとの連携の強化
 コンソールのVT対応の強化
 他…
37
WSLのフォルダの所在
 WSLのフォルダは下記の場所に作成される
%localappdata%¥lxss
C:¥Users¥<UserName>¥AppData¥Local¥lxss
このフォルダ内のファイル群は絶対に変更しないこと!
Do not change Linux files using Windows apps and tools
https://blogs.msdn.microsoft.com/commandline/2016/11/17/d
o-not-change-linux-files-using-windows-apps-and-tools/
38
WSL関連リンク
 Microsoft/BashOnWindows - GitHub
https://github.com/Microsoft/BashOnWindows
 Bash on Ubuntu on Windows
https://msdn.microsoft.com/commandline/wsl/about
39

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