Получаем виртуальный raspberry pi с помощью QEMO16.05.2023 14:46

342757e48c61a63e434f41beaf6d9bb6.png

Сегодня я решил показать процесс создания «виртуального клона» raspberry pi (точнее raspberry pi 3b), хотя написанное будет актуально и для других компьютеров и не только одноплатных и слабеньких.

Зачастую новички используют поставляемую производителем операционную систему, систему на базе Debian. Загрузившись, новичок начинает настройку системы «под себя». При этом происходит и износ microsd. А также для многих действий (например, сборка программного обеспечения из исходных кодов) не хватает памяти… Также зачастую для работы требуется интернет, который на одноплатник может быть проблематично подвести по различным причинам. Например, интернет нужен только 1 раз при настройке, при этом нежелательно оставлять логины-пароли от используемой Wi-Fi сети… Уверен, читатель легко предложит ещё множество ситуаций, когда хотелось бы подготовить образ заранее и перенести на одноплатник уже «всё готовое». (Для этих целей лучше бы конечно использовать Buildroot или Yocto, но давайте предположим, что мы не умеем). Давайте попробуем подготовить систему в эмуляторе. Все действия я провожу на Ubuntu 22. Собственно перед началом работы нужно эмулятор QEMO установить

Я узнаю свою версию эмулятора таким образом
$qemu-system-aarch64 --version
QEMU emulator version 6.2.0 (Debian 1:6.2+dfsg-2ubuntu6.8)
Copyright (c) 2003-2021 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
Это нужно в случае обнаружения проблем.

Работать будем в папке myQEMU
mkdir myQEMU && cd $_

Скачаем последнюю доступную на текущий момент консольную версию Raspberry Pi OS.

Скачивать будем через торрент, чтобы не грузить лишний раз сеть производителя. Собственно для этих целей я использую утилиту aria2 

export IMAGE_FILE="2023-05-03-raspios-bullseye-arm64-lite.img"
aria2c --seed-time=0 "https://downloads.raspberrypi.org/raspios_lite_arm64/images/raspios_lite_arm64-2023-05-03/$IMAGE_FILE.xz.torrent"

После того как скачали сжатый образ, распакуем его и удалим сжатый (чтобы места не занимал).
unxz "$IMAGE_FILE.xz"

Так как нам надо переопределить опции запуска ядра, нужно вытащить его из образа дебиана. Для этого примонтируем в нашу систему образ дебиана

TMP=$(mktemp -d)
LOOP=$(sudo losetup --show -fP "${IMAGE_FILE}")
echo "Script use folder "$TMP
sudo mount ${LOOP}p2 $TMP
sudo mount ${LOOP}p1 $TMP/boot/

распространенный недочет у многих авторов

Почему-то многие авторы пытаются делать этот шаг через 
fdisk -l »$IMAGE_FILE»
не надо так делать, это очень неудобно.

Далее назначим логин pi и пароль password

sudo bash -c "cat < $TMP/boot/userconf
pi:\\\$6\\\$jc2UtTCtwjTQ1Ytt\\\$W62IeROzUmoYrBRDD5uhHCRj/LQKA9YDoX1qEJAmT7A9c./micgLlexIaIRRgIZR32krnv1wYbbW046lYwgpO0
EOF"

Возможно старожили помнят, что у расбиана был дефолтный логин-пароль. Так вот, начиная с версии 11, дефолтного нет. Совсем нет.

Далее необходимо сделать размер нашего образа кратным степени двойки.
Тут на ваше усмотрение, мне достаточно 4 GB. В притык делать не стоит, а то не сможете программы устанавливать и так далее…
qemu-img resize -f raw "$IMAGE_FILE" 4G

QEMU не имеет драйвера virtio для raspi3b, но имеет USB emulation, который и даст интернет от хост-системы на виртуалку. Далее произведем запуск эмулятора QEMU.

qemu-system-aarch64 \
-m 1024 \
-M raspi3b \
-kernel $TMP/boot/kernel8.img \
-dtb "$TMP/boot/bcm2710-rpi-3-b-plus.dtb" \
-drive file="$IMAGE_FILE",if=sd,format=raw \
-append "console=ttyAMA0 root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait rootfstype=ext4" \
-nographic \
-device usb-net,netdev=net0 \
-netdev user,id=net0,hostfwd=tcp::5555-:22

Уверен внимательный читатель в комментарии приведет также и конфиг для запуска графического образа »2023–05–03-raspios-bullseye-arm64.img».

Кстати конфигурации QEMO для различных архитектур можно посмотреть в buildroot/board/qemu/ в файлах readme.txt или в питоновском скрипте runqemu от Yocto (пример).

Включим ssh. Теперь можно будет обращаться к нашей виртуальной машине по ssh.
sudo systemctl start ssh

Работа в консоли виртуальной машины закончена. В рамках данной статьи к этой консоли обращаться более не будем. Сейчас необходимо открыть другую консоль и все действия выполнять в ней.

Перейдём в нашу рабочую папку.
cd myQEMU

Подготовим авторизацию по ключу к нашей машине, чтобы не входить по логин-пароль каждый раз. Генерация ssh key
(Если ключ уже существует по данному пути, этот код его перезапишет)
mkdir
ssh_key/ && cd $_ && ssh-keygen -f ssh_key/my_ssh_key
-N "" -C myKeyForQEMU <<< $'\ny' >/dev/null 2>&1

Поместим ключ на виртуальную машину (тут единожды придётся ввести пароль)
ssh-copy-id -p 5555 -i ssh_key/myKeyForQEMU.pub pi@127.0.0.1
Зададим права на публичный ключ (иначе Ubuntu не даст им пользоваться)
chmod 600 ssh_key/myKeyForQEMU.pub

Подключимся к нашей виртуальной машине.
ssh pi@127.0.0.1 -p 5555 -i ssh_key/myKeyForQEMU

Когда вы закончите настраивать системы, выключите виртуальную машину
sudo poweroff

Отмонтируйте образ от вашей хост-машины

sudo mount ${LOOP}p2 $TMP
sudo mount ${LOOP}p1 $TMP/boot/

и перенесите файл IMAGE_FILE на карту памяти реального одноплатника. И все ваши действия окажутся там уже выполненными.

Заметка «Нативная компиляция внутри эмулятора» тут.

© Habrahabr.ru