出来合いのイメージよりも、やっぱり、どうせなら最新機能使いたいし〜、という、そこのアナタ。
楽しいギャンブル道にようこそ。
この記事は、FreeBSD で RaspberryPi のイメージを自分でビルドする際の作業メモです。
といっても、だいぶ最近は博打率が減ってきたような気がしなくもないので、そんなに苦労しないでいけるかもしれません。運が良ければ。
特に、ちゃんと動く、当たりのリビジョン(!)を引けるかどうかというのが、結構重要ですので、動くイメージがビルド出来たら、すぐに次のイメージで上書きせず、ある程度の期間は大事に保存しておきましょう。
1: FreeBSD CURRENT 環境を構築する
FreeBSD で RaspberryPi のイメージをビルドするには、
現時点では、CURRENT を導入する必要があります。
もちろん、仮想環境でも、実機でも構いません。ただし、SD カードの読み書きが出来る必要はあります。
ここでは、イメージ作成に必要な、FreeBSD CURRENT 環境の最低限の構築法について簡単に説明します。
(1) FreeBSD CURRENT をインストールする
まず、FreeBSD CURRENT snapshots のダウンロードサイトから適当なファイルをダウンロードして、メディアに焼くなりして、インストールします。
尚、インストールする際に、src や ports は、インストール後に最新に更新するため、特に
展開する必要はありません。
64bit版
ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/snapshots/amd64/amd64/ISO-IMAGES/11.0/
32bit版
ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/snapshots/i386/i386/ISO-IMAGES/11.0/
(2) FreeBSD CURRENT のソースコードを最新にする
インストールが完了したら、
最新のソースツリーを取得します。
現在の CURRENT には svn がデフォルトで入っています。ただ、ports にも svn が存在するため、
衝突を避けるため、システムの svn を利用する場合は svnlite として使用します。
# cd /usr
src にソースを既に展開済みの場合は src を一旦削除します。
src ディレクトリが空の場合は削除する必要はありません。
# rm -rf src
初回のソースツリーの取得の場合は checkout します。
# svnlite checkout svn://svn.freebsd.org/base/head/ src
一旦 checkout したあとは、
# cd /usr/src
# svnlite update
で更新出来ます。
尚、取得したソースツリーのリビジョン番号を後から確認したくなることがよくありますが、そのときは、それぞれのソースツリーのルートで、
# svnlite info
を実行するとよいでしょう。
次に、最新の ports ツリーを取得します。
ports に ports ツリーを既に展開済みの場合は ports を一旦削除します。
ports ディレクトリが空の場合は削除する必要はありません。
# rm -rf ports
初回の ports ツリーの取得の場合は checkout します。
# svnlite checkout svn://svn.freebsd.org/ports/head/ ports
次回以降は、
# cd /usr/ports
# svnlite update
で ok です。
(3) /etc/make.conf 及び /etc/src.conf を修正する
これから、大量のビルドをするにあたって、/etc/make.conf 及び /etc/src.conf を設定しておくと多少幸せになれるかもしれません。
# cp /usr/share/examples/etc/make.conf /etc/
# vi /etc/make.conf
src.conf はテンプレートに当たるものはないので、使用する場合は新規作成します。
# vi /etc/src.conf
最低限のおすすめ設定をいくつか挙げます。
-
make.conf の以下の行のコメントを外して最適化オプションを有効化する
COPTFLAGS= -O -pipe
-
src.conf に、以下の行を新規で追加し、malloc デバッグ機能を無効化する
#disable malloc_debug function
MALLOC_PRODUCTION=YES
-
src.conf に、以下の行を新規で追加し、gcc を有効にする。特に arm は gcc をports から入れることが現時点ではできないので、ここは要注意です。もっとも、有効にしても、gcc の標準ライブラリが入るわけではないので、gcc 依存のアプリはビルドできないことが多々出てきます。
WITH_GCC=yes
WITH_GNUCXX=yes
(4) カーネルコンフィグレーションファイルをカスタマイズする
カーネルコンフィグレーションファイルはアーキテクチャ毎に場所が分かれているため、
64bit版なら
# cd /usr/src/sys/amd64/conf
32bit版なら
# cd /usr/src/sys/i386/conf
に移動して、
デフォルトの GENERIC カーネルコンフィグレーションファイルをコピーして、カスタマイズします。
# cp GENERIC MYKERNEL
# vi MYKERNEL
MYKERNEL の部分は任意の名前に修正してください。ここでは例として MYKERNEL
をカスタムカーネルファイル名として作成します。
カーネルファイルの主な修正箇所は以下の通りです。
以下の行の GENERIC の部分を MYKERNEL に書き換えます。
ident MYKERNEL
その他の最低限のおすすめは、各種デバッグオプションの無効化です。
以下の行が主なデバッグオプションですので、それぞれ先頭に#をつけてコメントにするとよいでしょう。
#makeoptions DEBUG=-g # Build kernel with gdb(1) debug symbols
…
# Debugging support. Always need this:
# KDB # Enable kernel debugger support.
# For minimum debugger support (stable branch) use:
#options KDB_TRACE # Print a stack trace for a panic.
# For full debugger support use this instead:
# DDB # Support DDB.
# GDB # Support remote GDB.
# DEADLKRES # Enable the deadlock resolver
# INVARIANTS # Enable calls of extra sanity checking
# INVARIANT_SUPPORT # Extra sanity checks of internal structures, required by INVARIANTS
# WITNESS # Enable checks to detect deadlocks and cycles
# WITNESS_SKIPSPIN # Don't run witness on spinlocks for speed
# MALLOC_DEBUG_MAXZONES=8 # Separate malloc(9) zones
これ以外のオプションについては必要に応じて追加修正してください。
ここではあえて触れません。
(5) 最新のソースコードをベースにシステムを再構築する
簡単に手順のみを書きます。
CURRENT は build に失敗することが時々あります。
そのため、script コマンドなどでログをとっておくと失敗した場合に役に立ちます。
例)
# script hoge.log(ログを保存する任意のファイル名)
# (ログを取りたい作業を実行)
# exit(ログの取得を終了)
ユーザランドとカーネルのビルドについては、基本的に決まった手順がありますので、それに則って行います。以下がその手順で、(a)-(b)、もしくは(a)-(c)の順番で実行します。
make installworld はシングルユーザモードで実行することが一般的には推奨されていますが、
自分一人しか使わない環境であればそこまで気にする必要はありません。ですので、マルチユーザモードで構わない場合は、(a)-(b)で、
シングルユーザモードでやる場合は、installkernel 後の再起動時に、
シングルユーザモードを選択して起動後、(b)の手順の代わりに(c)を実行します。
(a) ユーザランドのビルドと、カスタムカーネルのビルド・インストール(共通)
# cd /usr/src
# make buildworld
# make buildkernel KERNCONF=MYKERNEL
# make installkernel KERNCONF=MYKERNEL
# reboot
(b) make installworld をマルチユーザモードで実行する場合
# cd /usr/src
# mergemaster -p
# make installworld
# mergemaster
# reboot
(c) make installworld をシングルユーザモードで実行する場合
# mount -u /
# mount -a -t ufs
# swapon -a
# adjkerntz -i
# mergemaster -p
# cd /usr/src
# make installworld
# mergemaster
# reboot
CURRENT のインストールについては、こちらのブログのFreeBSD-CURRENT を導入してみた (3) 最新状態に更新してみたに詳しい説明や失敗した場合の復帰方法などが書いてあるため、併せて読まれるといいかもしれません。
(6) 一般ユーザを作成する
ここまでで、まだ一般ユーザをシステムに追加していない場合は、
ユーザを追加します。
# adduser
管理者ユーザであれば、所属する group に wheel に追加するのを忘れないようにしましょう。
2: RaspberryPi のビルド環境を作成する
(1) arm のクロスコンパイル環境を作成する
次に、arm のクロスコンパイル環境を作成します。これは、できれば、ソースコードを更新した場合はこちらも併せてビルドし直すようにしたほうがよいでしょう。ビルドし直すときは、同じオプションで make コマンドを実行するだけです。
# cd /usr/src
# make XDEV=arm XDEV_ARCH=armv6 xdev
尚、2回目以降のビルドの場合は、余計な不具合を避けるために、一旦 /usr/obj を全削除してから実行することをお勧めします。
# rm -rf /usr/obj
(2) ports から git をインストールする
必要なファイルの修得に git が必要になりますので、devel/git をインストールします。
# cd /usr/ports/devel/git
# make config-recursive
# make install clean
(3) arm ビルド用のソースツリーを取得する
arm ビルド用のソースツリーは、頻繁にリビジョン変更が必要になるため、管理の都合上、/usr/src とは別に用意したほうが安全です。そのため、/usr/src とは別の場所にもうひとつ CURRENT のソースツリーを取得します。
ここでは、/usr/src.arm とします。
# cd /usr
# svnlite checkout svn://svn.freebsd.org/base/head/ src.arm
この後、取得したソースツリーに何らかの変更をする場合は、一旦ソースツリーに移動し、
# cd /usr/src.arm
ソースツリーを最新にしたい場合は
# svnlite update
現在のリビジョン番号等を確認したい場合は
# svnlite info
取得済みのソースツリーを指定したリビジョンに戻したい場合は
# svnlite -r <リビジョン番号> update
です。
(4) RaspberryPi 向けのカスタムカーネルファイルを作成する
ここは特に重要で、INVARIANTS が有効になっているとカーネルがパニックするという障害報告があります。
そのため、現時点では必ずカーネルはデフォルトではなく、カスタムにする必要があります。ただ、試して見たところ、少なくとも 2013 年 8 月末時点ではデバッグオプションを有効にした状態でもあまり問題なく動作しましたので、現時点では、少しでも速度を出したい場合はデバッグオプションを無効にする、という考え方でいいようです。
注意しなければいけないのは、修正するカーネルコンフィギュレーションファイルは、/usr/src ではなく、/usr/src.arm にあるものになります。また、デフォルトファイル名は GENERIC ではなく、RPI-B です。
# cd /usr/src.arm/sys/arm/conf
# cp RPI-B MYKERNEL
修正する必要があるのは以下の場所で、行頭に#をいれてコメントにします。
ident MYKERNEL
#makeoptions DEBUG=-g #Build kernel with gdb(1) debug symbols
…
#options KDB
#options DDB #Enable the kernel debugger
#options INVARIANTS #Enable calls of extra sanity checking
#options INVARIANT_SUPPORT #Extra sanity checks of internal structures, required by INVARIANTS
尚、この他、無線LANの設定等、使用したいデバイスを追加しておくと、非常に便利です。
if_runを使う場合は、こんな感じに設定しておくと良いでしょう。
# wlan support
device ehci
device uhci
device ohci
device run
device runfw
device firmware
device wlan # 802.11 support
options IEEE80211_DEBUG
options IEEE80211_AMPDU_AGE
options IEEE80211_SUPPORT_MESH
device wlan_amrr
device wlan_wep
device wlan_ccmp
device wlan_tkip
その他、適宜使用したい環境に合わせてデバイスの設定などを修正します。
(5) crochet-freebsd を導入する
(a) crochet-freebsd のリポジトリを取得する
Tim Kientzle 氏が作成された、各種 arm 向けビルドを行う支援用スクリプト、crochet-freebsd が git-hub に公開されているので、それをローカルに取得します。
ここでは、一般ユーザのホームディレクトリに展開します。
% cd
% git clone git://github.com/kientzle/crochet-freebsd.git
このスクリプトはそれなりにアップデートされていますので、イメージを作る際には更新するようにしたほうがよいでしょう。
その場合は、
% cd /path/to/crochet-freebsd
% git pull
になります。
(b) config.sh をカスタマイズする
設定ファイルである config.sh を config.sh.sample をベースに編集します。
% cd crochet-freebsd
% cp config.sh.sample config.sh
% vi config.sh
最低限の設定は、ビルド対象となるボードの種類の指定で、
以下の行の先頭の#を外すだけで、基本的な RapsberryPi 向けの設定は終了します。
board_setup RaspberryPi
ここから下はやったほうが幸せかもしれない設定です。
次の行をの先頭の#を外すことで UFS パーティションサイズを
メディアのサイズに合わせて自動調整することができます。ただし、メディアによってはうまくいかないこともあるようです。
option AutoSize
あらかじめ作成しておきたいユーザアカウントを指定することができます。パスワードは指定したユーザ名と同一になります。
option User username
RaspberryPi は結構遅いのですが、swapfile を有効にすると、多少幸せになれる気がします。オプションの後のファイルサイズは任意に指定できます。1gb 程度確保しておくと、セルフビルドもそれなりに通るようです。
option SwapFile "1gb"
デフォルトで用意されている RaspberryPi のカーネルコンフィグファイルでは現時点では動かないことが多いので、
先頭の#を削除して設定を有効にし、カスタマイズ後のカーネルコンフィグファイルを指定するのが吉です。
KERNCONF=MYKERNEL
また、以下の指定で、arm 専用のソースツリーの指定ができます。
イメージが動くかどうかは、ビルドしたリビジョンに非常に左右されるため、
頻繁にソースツリーの入れ替えを行う必要がありますので、システムのソースツリーとは分けたほうが良いでしょう。先頭の#を削除するとともに、/usr/srcを自分のソースツリーの場所に書き換えます。
FREEBSD_SRC=/usr/src.arm
make.conf や src.confはデフォルトでは make 用のコンフィグファイルとして設定されていないので、指定しておくことを激しく推奨します。なぜかというと、コンパイル時に MALLOC_PRODUCTION が指定されていないと、遅くなるとかそういう問題の他に、jemalloc のバグを踏んではめられる恐れがあるからです・・。
SRCCONF="/etc/src.conf"
__MAKE_CONF="/etc/make.conf"
(c) OVERLAY FILES について
~/crochet-freebsd/board/RaspberryPi/overlay/にデフォルトで設定したい設定ファイルなどを事前に作成して、置いておくと、インストール時に既存のファイルなどを上書きしてくれます。/etc/rc.confや/etc/wpa_supplicant.confなど、階層をあわせて入れておくだけで、イメージを作成するたびに設定ファイルを修正する必要がなくなるため、非常に便利な機能です。
(d) その他
crochet-freebsd には、その他にも、様々なオプションが用意されています。config.sh にコメントとして書かれている内容が、イメージをビルドする際の非常に重要なドキュメントになりますので、一度目を通されることをお勧めします。
(6) RapsberryPi の firmwere を取得する
RapsberryPi の 最新 firmwere がgit-hub に公開されているので、それをローカルに取得します。
ここでは、一般ユーザのホームディレクトリに展開します。
% cd
% git clone git://github.com/raspberrypi/firmware/
crochet-freebsd に同包されている firmwere は結構古いので、今回取得したものを crochet-freebsd にコピーします。
% cp ./firmware/boot/* ./crochet-freebsd/board/RaspberryPi/boot/
これで、基本的な事前準備は終了です。いよいよイメージのビルドに移ります。
3: crochet-freebsd を実行してイメージを作成する
crochet-freebsd は、基本的にイメージ作成に足りないものなどがあれば、./crochet.shが実行時にチェックをして、必要なもののダウンロードなどを促してくれるので、あとは、出力されるメッセージに従って作業を進めるだけです。
% su
# ./crochet.sh -c config.sh
問題なくイメージの作成が終了すると、デフォルトでは crochet-freebsd/work/FreeBSD-armv6-RPI-B.img というファイルが出来上がっているはずです。これを終了時に表示される dd コマンドで SD カードに書き込みます。
# dd if=/path/to/crochet-freebsd/work/FreeBSD-armv6-RPI-B.img of=/dev/da0 bs=1m
ファイル名やデバイスは環境に合わせて修正してください。
あとは、お祈りしながら、RaspberryPi に SD カードをいれ、ディスプレイやキーボードをつないでから、おもむろに電源ケーブルを挿します。
無事に起動したら、 root（パスワード無し）でログインすることができます。
