介绍

rpi23-gen-image.sh 是一个自动生成树莓派2/3系统镜像的脚本工具, 当前支持自动生成32位 armhf 架构的Debian, 发行版本jessie, stretch 和 buster. 树莓派3 64位镜像需要使用特定的配置参数 (templates/rpi3-stretch-arm64-4.14.y).

构建环境所依赖的包

一定要安装好下列deb包, 他们是构建过程需要的核心包. 脚本会自动检查, 如果缺少,经用户确认后会自动安装.

debootstrap debian-archive-keyring qemu-user-static binfmt-support dosfstools rsync bmap-tools whois git bc psmisc dbus sudo

推荐通过配置 rpi23-gen-image.sh 脚本编译安装最新的树莓派 Linux 内核, 对于树莓派3, 只能如此. 在构建系统上使用 ARM (armhf) 交叉编译工具链编译内核.

脚本已经在Debian Liux jessie 和stretch 构建系统下使用默认的 crossbuild-essential-armhf 工具链进行过测试. 获取更多信息请查看 Debian 交叉工具链 Wiki .

如果使用Debian Linux jessie 构建系统, 先要添加交叉编译工具链的源 Debian 交叉工具链仓库:

echo "deb http://emdebian.org/tools/debian/ jessie main" > /etc/apt/sources.list.d/crosstools.list
sudo -u nobody wget -O - http://emdebian.org/tools/debian/emdebian-toolchain-archive.key | apt-key add -
dpkg --add-architecture armhf
apt-get update

命令行参数

脚本可以使用特定的命令行参数来允许或禁止操作系统的某些特性、服务和配置信息. 这些参数通过（简单）脚本变量传递给 rpi23-gen-image.sh. 不同于环境变量, （简单）脚本变量在调用rpi23-gen-image.sh的命令行前面定义.

命令行示例:

ENABLE_UBOOT=true ./rpi23-gen-image.sh
ENABLE_CONSOLE=false ENABLE_IPV6=false ./rpi23-gen-image.sh
ENABLE_WM=xfce4 ENABLE_FBTURBO=true ENABLE_MINBASE=true ./rpi23-gen-image.sh
ENABLE_HARDNET=true ENABLE_IPTABLES=true /rpi23-gen-image.sh
APT_SERVER=ftp.de.debian.org APT_PROXY="http://127.0.0.1:3142/" ./rpi23-gen-image.sh
ENABLE_MINBASE=true ./rpi23-gen-image.sh
BUILD_KERNEL=true ENABLE_MINBASE=true ENABLE_IPV6=false ./rpi23-gen-image.sh
BUILD_KERNEL=true KERNELSRC_DIR=/tmp/linux ./rpi23-gen-image.sh
ENABLE_MINBASE=true ENABLE_REDUCE=true ENABLE_MINGPU=true BUILD_KERNEL=true ./rpi23-gen-image.sh
ENABLE_CRYPTFS=true CRYPTFS_PASSWORD=changeme EXPANDROOT=false ENABLE_MINBASE=true ENABLE_REDUCE=true ENABLE_MINGPU=true BUILD_KERNEL=true ./rpi23-gen-image.sh
RELEASE=stretch BUILD_KERNEL=true ./rpi23-gen-image.sh
RPI_MODEL=3 ENABLE_WIRELESS=true ENABLE_MINBASE=true BUILD_KERNEL=true ./rpi23-gen-image.sh
RELEASE=stretch RPI_MODEL=3 ENABLE_WIRELESS=true ENABLE_MINBASE=true BUILD_KERNEL=true ./rpi23-gen-image.sh

参数模板文件

为了避免冗长的命令行参数以及存储感兴趣的参数配置, rpi23-gen-image.sh 支持所谓的参数模板文件 (CONFIG_TEMPLATE=template). 这些文本文件位于 ./templates 目录, 文件中含有将会使用的配置参数. 新的配置模板文件会被添加到 ./templates 目录.

命令行示例:

CONFIG_TEMPLATE=rpi3stretch ./rpi23-gen-image.sh
CONFIG_TEMPLATE=rpi2stretch ./rpi23-gen-image.sh

支持的参数和设置

APT 设置:

APT_SERVER="ftp.debian.org"

设置 Debian 仓库地址. 选择一个 镜像站点. 选一个近的镜像站点会加快镜像生成过程中所需文件的下载速度.

APT_PROXY=""

设置代理服务器地址. 使用本地缓存代理, 比如 apt-cacher-ng 可以缩短镜像生成时间, 因为所需要的 Debian 包文件只需下载一次.

APT_INCLUDES=""

生成镜像过程中最先由debootstrap程序自动安装的附加包, 逗号分隔.

APT_INCLUDES_LATE=""

生成镜像过程中最初的debootstrap完成后, 需要的使用apt命令安装的附加包, 逗号分隔. 特别用在含有 pre-depend 依赖关系的包的, 其依赖关系在打包过程中debootstrap程序中无法正确处理.

通用系统设置:

RPI_MODEL=2

指定树莓派型号. 当前支持树莓派 2 和 3. 设为 3 时 BUILD_KERNEL 自动设为true .

RELEASE="jessie"

设置 Debian 发行版. 脚本当前支持 Debian 发行版 "jessie", "stretch" 和 "buster" 的自动生成. 设为stretch 或 buster时 BUILD_KERNEL 自动设为true.

RELEASE_ARCH="armhf"

设置期望的 Debian 发行架构.

HOSTNAME="rpi$RPI_MODEL-$RELEASE"

设置主机名称. 建议所在的子网中主机名称是唯一的.

PASSWORD="raspberry"

设置系统的 root 用户密码. 强烈建议选择一个自定义密码 .

USER_PASSWORD="raspberry"

设置由 USER_NAME=pi 参数创建的普通用户的密码. 如果 ENABLE_USER=false 则忽略. 强烈建议选择一个自定义密码.

DEFLOCAL="en_US.UTF-8"

设置系统默认 locale. 将来可以在运行的系统中执行 dpkg-reconfigure locales 命令更改此项设置. 设置这项脚本会自动安装 locales, keyboard-configuration 和 console-setup 三个包.

TIMEZONE="Europe/Berlin"

设置系统默认时区. 可以在/usr/share/zoneinfo/ 目录中找到全部可用时区. 将来可以在运行的系统中执行 dpkg-reconfigure tzdata 命令更改此项设置.

EXPANDROOT=true

第一次运行时自动扩展根分区和文件系统.

键盘设置:

这些选项用来配置键盘布局文件 /etc/default/keyboard 影响控制台和X窗口. 将来可以在运行的系统中执行 dpkg-reconfigure keyboard-configuration 命令更改此项设置.

XKB_MODEL=""

设置键盘类型, 大陆常见pc104.

XKB_LAYOUT=""

设置键盘布局, 大陆常见us.

XKB_VARIANT=""

设置键盘布局变种.

XKB_OPTIONS=""

设置其它 XKB 配置选项.

网络设置 (动态):

设置网络为自动获取IP地址. 配置文件位于 /etc/systemd/network/eth.network. 在Debian stretch中, 默认位置更改为 /lib/systemd/network.

ENABLE_DHCP=true

设置系统使用 DHCP 获取动态IP. 需要有一个 DHCP 服务器.

网络设置 (静态):

设置系统为手动配置IP地址. 配置文件位于 /etc/systemd/network/eth.network. 在Debian stretch 中, 默认位置更改为 /lib/systemd/network. 当 ENABLE_DHCP=false 时下面这些静态IP设置才起作用.

NET_ADDRESS=""

设置静态 IPv4 或 IPv6, 使用CIDR "/"形式, 如 "192.169.0.3/24".

NET_GATEWAY=""

设置默认网关的地址.

NET_DNS_1=""

设置主域名服务器地址.

NET_DNS_2=""

设置辅域名服务器地址.

NET_DNS_DOMAINS=""

设置默认的域名搜索后缀, 当主机名称不是一个完整域名(FQDN)时使用.

NET_NTP_1=""

设置主时间服务器地址.

NET_NTP_2=""

设置辅时间服务器地址.

基本系统特性:

ENABLE_CONSOLE=true

允许串行控制台接口. 没有连接显示器键盘的树莓派推荐打开, 此时如果网络无法连接至树莓派, 可以使用串行控制台连至系统.

ENABLE_I2C=false

允许树莓派2/3的 I2C 接口. 请对照 树莓派2/3 引脚示意图 正确连接 GPIO 引脚.

ENABLE_SPI=false

允许树莓派2/3的 SPI 接口. 请对照 树莓派2/3 引脚示意图 正确连接 GPIO 引脚.

ENABLE_IPV6=true

允许 IPv6 . 通过 systemd-networkd 配置管理网络接口.

ENABLE_SSHD=true

安装并且允许 OpenSSH 服务. 此服务默认禁止 root 用户远程登录. 使用普通用户 pi 远程登录然后使用 su - 或 sudo 来取得root权限.

ENABLE_NONFREE=false

允许安装仓库中的 non-free 类的软件包. 需要安装闭源的固件, 二进制大对象 blob.

ENABLE_WIRELESS=false

下载安装树莓派3无线接口所需要的闭源固件 二进制blob 树莓派3无线接口固件. 如果 RPI_MODEL 不是 3 则忽略.

ENABLE_RSYSLOG=true

如果设置为 false, 禁用并卸载 rsyslog, 则只能通过日志文件查看logs.

ENABLE_SOUND=true

允许声卡并且安装 ALSA.

ENABLE_HWRANDOM=true

允许硬件随机数发生器. 强随机数对大多数使用加密的网络通信是非常重要的. 推荐允许此设置.

ENABLE_MINGPU=false

最小化显存 (16MB, no X), 目前无法完全禁用GPU.

ENABLE_DBUS=true

安装并允许 D-Bus 消息总线. 虽然 systemd 可以在没有 D-bus的情况下工作, 但是推荐允许D-Bus.

ENABLE_XORG=false

是否安装 Xorg, 开源 X11 系统.

ENABLE_WM=""

安装用户指定的X Window 窗口管理器. 如果设置了ENABLE_WM, 系统确定所有被依赖的X11相关软件包都安装好了以后ENABLE_XORG会自动设置为true, rpi23-gen-image.sh 脚本已经通过下列窗口管理器的测试: blackbox, openbox, fluxbox, jwm, dwm, xfce4, awesome.

高级系统特性:

ENABLE_MINBASE=false

使用 debootstrap 脚本变量 minbase, 只含有必不可少的核心包和apt. 体积大约 65 MB.

ENABLE_REDUCE=false

卸载包、删除文件以减小体积 详情查看 REDUCE_* 参数.

ENABLE_UBOOT=false

使用 U-Boot 引导器 替代树莓派2/3 默认的第二阶段引导器(bootcode.bin). U-Boot 可以通过网络使用 BOOTP/TFTP 协议引导镜像文件.

UBOOTSRC_DIR=""

存放已下载 U-Boot 引导器源文件 的目录(u-boot).

ENABLE_FBTURBO=false

安装并且允许 硬件加速的 Xorg 显卡驱动 fbturbo. 当前仅支持窗口的移动和滚动的硬件加速.

FBTURBOSRC_DIR=""

设置存放已下载的 硬件加速的 Xorg 显卡驱动 的目录 (xf86-video-fbturbo) , 可以复制到chroot内配置、构建和安装.

ENABLE_IPTABLES=false

允许 iptables 防火墙. 使用最简单的规则集: 允许所有出站连接;禁止除OpenSSH外的所有入站连接.

ENABLE_USER=true

创建普通用户, 默认用户名pi, 默认密码raspberry. 可以使用 USER_NAME=user 更改默认用户名;使用 USER_PASSWORD=raspberry 更改默认密码.

USER_NAME=pi

创建普通用户pi. 如果ENABLE_USER=false 此参数被忽略.

ENABLE_ROOT=false

允许root用户登录, 需要设置 root 用户密码.

ENABLE_HARDNET=false

允许加固 IPv4/IPv6 协议栈, 防止DoS攻击.

ENABLE_SPLITFS=false

允许将根分区放在USB驱动器中. 将会生成两个镜像文件, 一个挂载为 /boot/firmware , 另一个挂载为 /.

CHROOT_SCRIPTS=""

设置自定义脚本目录的路径, 该目录中的脚本在镜像文件构建完成之前在chroot中运行. 这个目录里的可执行文件按着字典序运行.

ENABLE_INITRAMFS=false

创建 Linux 启动时加载的 initramfs .如果 ENABLE_CRYPTFS=true 那么 ENABLE_INITRAMFS 自动设为true . 如果 BUILD_KERNEL=false 此参数被忽略.

ENABLE_IFNAMES=true

允许一致/可预测网络接口命名, 支持 Debian 发行版 stretch 或 buster .

DISABLE_UNDERVOLT_WARNINGS=

禁止树莓派2/3 的低电压警告. 设为 1 禁止警告. 设为 2 额外允许低电压下的turbo增强模式.

SSH 设置:

SSH_ENABLE_ROOT=false

允许root通过密码验证方式远程登录系统. 如果没有修改默认密码, 这将是个巨大的安全隐患. ENABLE_ROOT 必须设为 true.

SSH_DISABLE_PASSWORD_AUTH=false

禁用SSH的密码验证方式, 只支持SSH (v2)的公钥认证.

SSH_LIMIT_USERS=false

限制通过SSH远程登录的用户. 只允许由 USER_NAME=pi 参数创建的普通用户, 以及当 SSH_ENABLE_ROOT=true 时 root 用户远程登录. 如果使用的守护程序是 dropbear (通过 REDUCE_SSHD=true 设置) 则忽略此参数.

SSH_ROOT_PUB_KEY=""

从指定文件(可包含多个公钥)添加 SSH (v2) 公钥到 authorized_keys 文件, 使得 root 用户可以使用SSH (v2)的公钥验证方式远程登录, 不支持SSH (v1). ENABLE_ROOT 和 SSH_ENABLE_ROOT 必须同时设为 true.

SSH_USER_PUB_KEY=""

从指定文件(可包含多个公钥)添加 SSH (v2) 公钥到 authorized_keys 文件, 使得由 USER_NAME=pi 参数创建的普通用户可以使用SSH (v2)的公钥验证方式远程登录, 不支持SSH (v1).

内核编译:

BUILD_KERNEL=false

构建安装最新的树莓派 2/3 Linux 内核, 当前只支持默认内核配置. 如果设置为树莓派3那么自动设置BUILD_KERNEL=true .

CROSS_COMPILE="arm-linux-gnueabihf-"

设置交叉编译器.

KERNEL_ARCH="arm"

设置内核架构.

KERNEL_IMAGE="kernel7.img"

内核镜像名称, 如果没有设置, 编译32位内核默认“kernel7.img” 64位内核默认 "kernel8.img".

KERNEL_BRANCH=""

GIT里的树莓派内核源代码分支名称, 默认使用当前默认分支.

QEMU_BINARY="/usr/bin/qemu-arm-static"

设置构建系统中的QEMU程序位置. 如果没有设置, 32位内核默认 “/usr/bin/qemu-arm-static” 64位内核默认 "/usr/bin/qemu-aarch64-static".

KERNEL_DEFCONFIG="bcm2709_defconfig"

设置编译内核的默认配置. 如果没有设置, 32位内核默认"bcm2709_defconfig" 64位内核默认"bcmrpi3_defconfig".

KERNEL_REDUCE=false

缩小内核体积, 移除不想要的设备驱动、网络驱动和文件系统驱动 (实验性质).

KERNEL_THREADS=1

编译内核时的并发线程数量. 如果使用默认设置, 系统会自动检测CPU的内核数量, 设置线程数量, 加速内核编译.

KERNEL_HEADERS=true

安装内核相应的头文件.

KERNEL_MENUCONFIG=false

运行make menuconfig使用菜单界面配置内核. 退出配置菜单后脚本继续运行.

KERNEL_REMOVESRC=true

编译安装完成后, 删掉内核源代码, 产生的镜像不含内核源代码.

KERNELSRC_DIR=""

已下载好的 Github上的树莓派官方内核 源码所在目录 (linux) 的路径, 可以复制到chroot内配置、构建和安装.

KERNELSRC_CLEAN=false

当KERNELSRC_DIR被复制到 chroot 之后开始编译之前(使用 make mrproper)清理内核源代码. 如果 KERNELSRC_DIR 没有设置或者 KERNELSRC_PREBUILT=true时忽略此设置.

KERNELSRC_CONFIG=true

在编译前使用 make bcm2709_defconfig (也可以选择 make menuconfig) 配置内核源代码. 如果KERNELSRC_DIR指定的源码存放目录不存在,这个参数自动设为 true. 如果 KERNELSRC_PREBUILT=true 忽略此参数.

KERNELSRC_USRCONFIG=""

复制自己的配置文件到内核的 .config. 如果 KERNEL_MENUCONFIG=true 拷贝完成后自动运行 make menuconfig.

KERNELSRC_PREBUILT=false

如果这个参数设为true 表示内核源代码目录中包含成功交叉编译好的内核. 忽略 KERNELSRC_CLEAN, KERNELSRC_CONFIG, KERNELSRC_USRCONFIG and KERNEL_MENUCONFIG 这四个参数,不再执行交叉编译操作.

RPI_FIRMWARE_DIR=""

指定目录 (firmware) 含有已经从 Github上的树莓派官方固件下载到本地的固件. 默认直接从网上下载最新的固件.

缩小体积:

如果 ENABLE_REDUCE=false 则忽略下列参数.

REDUCE_APT=true

配置 APT,压缩仓库文件列表,不缓存下载的包文件.

REDUCE_DOC=true

移除所有的doc文档文件(harsh). 配置 APT, 将来使用apt-get安装deb包时不包括doc文件.

REDUCE_MAN=true

移除所有的man手册页和info文件 (harsh). 配置 APT, 将来使用apt-get安装deb包时不包括man手册页.

REDUCE_VIM=false

使用vim的小型克隆 levee 替代 vim-tiny.

REDUCE_BASH=false

使用 dash 代替 bash (实验性质).

REDUCE_HWDB=true

移除与 PCI 相关的 hwdb 文件 (实验性质).

REDUCE_SSHD=true

使用dropbear代替 openssh-server.

REDUCE_LOCALE=true

移除所有的 locale 本地化文件.

加密根分区:

ENABLE_CRYPTFS=false

使用dm-crypt进行全盘加密. 创建一个 LUKS 加密根分区 (加密方法 aes-xts-plain64:sha512) 并生成所需要的 initramfs. /boot 目录不会被加密. 当BUILD_KERNEL=false时忽略此参数. ENABLE_CRYPTFS 这个参数当前是实验性质的. SSH-to-initramfs 当前不支持,正在进行中.

CRYPTFS_PASSWORD=""

设置根分区的加密密码. 如果 ENABLE_CRYPTFS=true,请务必设置此参数.

CRYPTFS_MAPPING="secure"

设置device-mapper映射名称.

CRYPTFS_CIPHER="aes-xts-plain64:sha512"

加密算法. 推荐 aes-xts*加密法.

CRYPTFS_XTSKEYSIZE=512

设置密钥长度,8的倍数,以bit为单位.

Build settings构建设置:

BASEDIR=$(pwd)/images/${RELEASE}

设置产生镜像的目录.

IMAGE_NAME=${BASEDIR}/${DATE}-${KERNEL_ARCH}-${KERNEL_BRANCH}-rpi${RPI_MODEL}-${RELEASE}-${RELEASE_ARCH}

设置镜像文件名. 如果ENABLE_SPLITFS=false则文件名$IMAGE_NAME.img 如果ENABLE_SPLITFS=true则文件名$IMAGE_NAME-frmw.img 和 $IMAGE_NAME-root.img. 如果没有设置 KERNEL_BRANCH 则使用 "CURRENT" .

理解脚本

制作镜像的每个阶段所实现的功能都由各自的脚本完成, 位于 bootstrap.d 目录. 按着字典序执行:

所有需要拷贝到镜像文件的配置文件都位于 files 目录. 最好不要手动更改这些配置文件.

自定义包和脚本

packages 目录里放置自定义deb包, 比如系统仓库里没有的软件.在安装完系统仓库中的包之后安装. 自定义包所依赖的deb包会自动从系统仓库下载. 不要把自定义包添加到 APT_INCLUDES 参数中. custom.d 目录中的脚本会在其它安装都完成后, 创建镜像文件之前执行.

记录镜像产生过程的信息

所有镜像产生过程的信息、rpi23-gen-image.sh 脚本执行的命令都可以通过shell的 script 命令保存到日志文件中:

script -c 'APT_SERVER=ftp.de.debian.org ./rpi23-gen-image.sh' ./build.log

烧录镜像文件

rpi23-gen-image.sh 所生成的镜像文件需要使用 bmaptool 或 dd 烧录到 microSD 卡. bmaptool 速度快比 dd 聪明.

烧录示例:

bmaptool copy ./images/jessie/2017-01-23-rpi3-jessie.img /dev/mmcblk0
dd bs=4M if=./images/jessie/2017-01-23-rpi3-jessie.img of=/dev/mmcblk0

如果设置过 ENABLE_SPLITFS, 烧录 -frmw 文件到 microSD 卡, 烧录 -root 文件到 USB 驱动器:

bmaptool copy ./images/jessie/2017-01-23-rpi3-jessie-frmw.img /dev/mmcblk0
bmaptool copy ./images/jessie/2017-01-23-rpi3-jessie-root.img /dev/sdc

每周镜像

这些镜像由JRWR'S I/O PORT提供, 每周日午夜UTC 0点编译! * Debian Stretch Raspberry Pi2/3 周构建镜像

External links and references外部链接, 各种资源

• Debian 全世界镜像列表
• Debian 树莓派 2 Wiki
• Debian 交叉工具链 Wiki
• Github上的树莓派官方固件
• Github上的树莓派官方内核
• U-BOOT git 仓库
• Xorg DDX fbturbo驱动
• 树莓派3无线接口固件
• Collabora 树莓派2预编译内核