STM32MP157安装Ubuntu18.04

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发布日期: 2022-04-04

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拿着手里的STM32MP157 Mini，想移植一个Linux发行版，但是手册里只提供了linaro版的debian，于是想移植一个Ubuntu。鉴于网络上较全面的文章比较少，所以记录一下整个过程。

获取ubuntu-base

去linaro官网看了下，最新的ubuntu还停留在15.12版本也就是vivid，然而这个版本连国内支持armhf的ubuntu-vivid的源都不好找。因此就想通过ubuntu-base来构建rootfs。
先来到ubuntu官网，我这里选择的是ubuntu-base-18.04，是因为我电脑上的虚拟机环境也是ubuntu-18.04。如果使用18.04的虚拟机环境来构建ubuntu-base-20.04并chroot，会出现qemu: Unsupported syscall: 403的错误，这是因为在ubuntu-18.04中安装的qemu版本过低，因此要通过源码编译的方式来安装qemu5.2.0，这个过程比较麻烦，所以就选择了ubuntu-base-18.04。
下载ubuntu-base-18.04.5-base-armhf.tar.gz完成后，复制到虚拟机中。
这里千万不要在Windows中解压，也不要在WSL环境的Ubuntu中进入到Windows目录中解压，因为有些文件名称相同只是大小写不同，在Windows中会被认为是同一个文件从而覆盖掉，而在Linux中则不会。
- 我这里复制到了~/Desktop/Image/目录下。新建一个文件夹并将压缩包解压进去。注意解压使用sudo，之后的操作同样需要。
```
cd ~/Desktop/Image/
mkdir ubuntu-base-18.04
sudo tar zxf ubuntu-base-18.04.5-base-armhf.tar.gz -C ubuntu-base-18.04/
cd ubuntu-base-18.04/
```

配置环境

进入解压的目录后，复制qemu-arm-static到要制作的根文件系统中，这里确保已经正确安装了qemu-user-static。
```
sudo apt-get install qemu-user-static
sudo cp /usr/bin/qemu-arm-static ./usr/bin
```
如果遇到了这样的错误chroot: failed to run command ‘/bin/bash’: No such file or directory就是没有复制成功或者qemu没有安装好。可以使用下面的命令来强制重新安装*
```
sudo apt-get --reinstall install qemu-user-static
```
下一步配置DNS以便能够正常联网，可以直接复制虚拟机的配置文件到根文件系统中，也可以编辑根文件系统的配置文件。
```
sudo cp /etc/resolv.conf ./etc/resolv.conf
```

修改软件源为中科大arm源

sudo vim ./etc/apt/sources.list

删除原来文件中的所有内容，添加以下内容：

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic main multiverse restricted universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-backports main multiverse restricted universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-proposed main multiverse restricted universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-security main multiverse restricted universe
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-updates main multiverse restricted universe

挂载根文件系统

接下来可以chroot到根文件系统中了。这里使用的是arch-chroot，这是archlinux提供的一个自动化chroot的脚本，可以进行自动挂载虚拟文件系统等操作，不用手动挂载。以下是安装以及执行的命令（确保正处于ubuntu-base-18.04目录下）:
```
sudo apt install arch-install-scripts
sudo arch-chroot .
```
执行完成后会进入base根文件系统

执行以下命令，看到很多教程都安装rsyslog，实测安装完问题不断，因此这里建议先不安装。

apt update
apt install -y sudo language-pack-en-base ssh net-tools ethtool ifupdown iputils-ping htop vim bash-completion systemd

其中必须安装的软件包：systemd，不安装这个就不能正确配置串口服务，烧录到板子上会出现kernel panic从而无法启动系统。*另外ethtool、ifupdown这几个也是需要安装的，否则无法配置网络。
设置root密码
```
passwd root
```

设置主机名称(STM32MP157)和本机IP

echo "STM32MP157" > /etc/hostname
echo "127.0.0.1 localhost" >> /etc/hosts
echo "127.0.0.1 STM32MP157" >> /etc/hosts

配置DHCP

echo auto eth0 > /etc/network/interfaces.d/eth0
echo iface eth0 inet dhcp >> /etc/network/interfaces.d/eth0

配置串口自动登录
```
vim /lib/systemd/system/serial-getty\@.service
```
修改BindsTo：将dev-%i.device改成dev-%i;
修改ExecStart：将-/sbin/agetty --keep-baud 115200,38400,9600 %I $TERM改成-/sbin/agetty -a root --keep-baud 115200,38400,9600 %I $TERM（如果-/sbin/agetty后面有-o参数，记得删掉，确保改完之后是一样的）
exit退出根文件系统。

制作ext4文件系统镜像

首先使用du命令查看一下根文件系统的大小
```
cd ..
sudo du -sh ubuntu-base-18.04
```

根文件系统大小是400M左右，那就创建一个500M的ext4空文件并格式化。

dd if=/dev/zero of= fsmp1x_rootfs.ext4 bs=500M count=1
sudo mkfs.ext4 fsmp1x_rootfs.ext4

这里如果ext4空文件的大小小于根文件系统的大小，复制的时候就会提示空间不足。这时候更改大小，重新来一遍就可以了*
接下来挂载刚刚创建的ext4空文件，这里我挂载到了~/Desktop/Image/fsmp1x_rootfs，然后将ubuntu-base-18.04文件夹中所有内容复制到刚刚挂载的临时目录去
```
mkdir fsmp1x_rootfs
sudo cp ./ubuntu-base-18.04/* ./fsmp1x_rootfs/ -a
```
卸载之前挂载的ext4文件
```
sudo umount ./fsmp1x_rootfs
```
这时候ext4文件系统已经制作好了，可以拷贝到windows中使用STM32CubeProgrammer进行烧录了。

系统烧录及启动

烧录具体过程可参考配套的资料【正点原子】STM32MP157快速体验V1.5.pdf 第二章节的系统烧录，这里简单叙述一下重点。
将开发板的启动拨码开关设置为000，连接上USB_OTG线（建议连接电脑的USB3.0端口）。
找到配套资料包中为EMMC烧录准备flashlayout文件atk_emmc-stm32mp157d-atk-qt.tsv，使用记事本编辑最后一行rootfs对应的ext4文件系统名，修改为fsmp1x_rootfs.ext4（将该文件复制过去）。

#Opt    Id    Name    Type    Device    Offset    Binary
-    0x01    fsbl1-boot    Binary    none    0x0    tf-a/tf-a-stm32mp157d-atk-serialboot.stm32
-    0x03    ssbl-boot    Binary    none    0x0    uboot/u-boot.stm32
P    0x04    fsbl1    Binary    mmc1    boot1    tf-a/tf-a-stm32mp157d-atk-trusted.stm32
P    0x05    fsbl2    Binary    mmc1    boot2    tf-a/tf-a-stm32mp157d-atk-trusted.stm32
PD    0x06    ssbl    Binary    mmc1    0x00080000    uboot/u-boot.stm32
P    0x21    boot    System    mmc1    0x00280000    atk-image-bootfs.ext4
P    0x22    rootfs    FileSystem    mmc1    0x04280000    fsmp1x_rootfs.ext4

打开STM32CubeProgrammer，打开上面修改过的flashlayout文件，选择二进制文件的路径，点击下载，完成后将拨码开关设置为010并上电启动。
通过串口查看系统启动情况，这里截出三个标志性的地方，分别是内核启动、系统启动、启动成功。

系统配置

1.调整分区大小

使用df -h命令查看文件系统磁盘使用情况，发现根文件系统的大小只有477M，已经使用了88%了，这是因为创建的ext4空文件的大小就是500M。
使用fdisk -l命令列出所有分区信息，在最后可以看到/dev/mmcblk2p3这个分区总共有7.2G
因此要使用resize2fs命令来调整/dev/mmcblk2p3这个分区的大小。调整完再次查看，该分区的空间已经全部利用起来了

2.安装gnome和vncserver

安装gnome以及依赖包，安装过程中会出现选择时区的选项，选择Asia-Shanghai即可。

apt-get install --no-install-recommends ubuntu-desktop gnome-panel gnome-settings-daemon metacity nautilus gnome-terminal -y

安装vncserver
```
apt-get install vnc4server -y
```
不要着急启动vncserver，这时候连接上去只有灰灰的屏幕和’x’形的鼠标指针。先安装xfonts
```
apt-get install xfonts-100dpi
apt-get install xfonts-75dpi
```

再删除~/.vnc/xstartup文件原有内容，修改为以下内容

#!/bin/sh

# Uncomment the following two lines for normal desktop:
export XKL_XMODMAP_DISABLE=1
unset SESSION_MANAGER
unset DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS

[ -x /etc/vnc/xstartup ] && exec /etc/vnc/xstartup
[ -r $HOME/.Xresources ] && xrdb $HOME/.Xresources
xsetroot -solid grey
vncconfig -iconic &

gnome-session &
gnome-panel &
gnome-settings-daemon &
metacity &
nautilus &
gnome-terminal &

输入vncserver来启动，第一次启动会要求输入密码。再使用vnc客户端来连接，注意IP地址后面需要加上:1。可以使用-geometry来指定分辨率。
```
vncserver -geometry 1920x1080
```

3.安装mate桌面

上面的gnome桌面过于简陋，使用以下命令安装mate桌面，需要消耗2GB以上的空间，耗时也比较久。
```
apt-get install ubuntu-mate-core ubuntu-mate-desktop
```
安装完成后重启，再次使用vnc连接，等待十几秒就可以看到mate桌面了。
说实话，好看是好看，缺点就是啥都不干的时候，这块板子上800MHz的CPU都能直接拉满。*