Debian on chumby の作り方

今回、実は chumby の上でネイティブに Debian を動かしたわけではありません。 USB メモリにインストールした Debian に chroot して擬似的に動かしているように見せかけました。ネイティブに動かすとなるとブートローダをいじる必要がありますが、今回は chumby 自体はほとんど変更せずに済む方法をとりました。

7.1.1 chumby の仕様

chumby は、インターネットに接続可能な無線 LAN 環境が必要で、接続できなければアナログ時計の widget の表示しかできません。また、書き込み可能なメモリ領域はフラッシュメモリも 64MB のうち、わずかです^*2 。当然、 Debian をローカルにインストールすることはできないので、 USB メモリを外部ストレージとして使います。

もう一つの制約は、 chumby は、 ext2 などを使えません。 USB メモリを使う場合は vfat のみです。しかし vfat では Linux をインストールできません^*3 。そこで、大きく３つやることがあります。

7.2 環境構築

7.2.1 前提条件

7.2.2 chumby のカーネルリビルド

前述のとおり、 chumby の kernel は ext2 を使えません。今回、 USB メモリには ext2 フォーマットで Debian をインストールするので、 chumby 自体も ext2 を読み込めるようにします。まず、下記リンク先から chumby のカーネル構築用のツールキットを入手します。手順はリンク先に従います。

これらのツールキットは、 /usr 以下に展開されるので、 kvm/qemu などの仮想 OS 環境に、環境を構築すると良いでしょう。

$ cd /
$ sudo tar zxf ~/arm-linux-v4.1.2b.tar.gz
$ sudo tar zxf ~/Gcc-3.3.2-glibc-2.3.2.tar.gz
$ sudo mkdir -p /opt/Embedix/usr/local/arm-linux
$ sudo ln -s /usr \
/opt/Embedix/usr/local/arm-linux/gcc-3.3.2-glibc-2.3.2
$ sudo vi /usr/bin/arm-linux-make
$ sudo chmod +x /usr/bin/arm-linux-make

#!/bin/sh
echo make ARCH=arm CROSS=arm-linux- CC=arm-linux-gcc \
AR=arm-linux-ar NM=arm-linux-nm RANLIB=arm-linux-ranlib \
CXX=arm-linux-g++ AS=arm-linux-as LD=arm-linux-ld \
STRIP=arm-linux-strip BUILDCC=gcc BUILD_CC=gcc \
CC_FOR_BUILD=gcc ‘‘$@’’
exec make ARCH=arm CROSS=arm-linux- CC=arm-linux-gcc \
AR=arm-linux-ar NM=arm-linux-nm RANLIB=arm-linux-ranlib \
CXX=arm-linux-g++ AS=arm-linux-as LD=arm-linux-ld \
STRIP=arm-linux-strip BUILDCC=gcc
BUILD_CC=gcc CC_FOR_BUILD=gcc ‘‘$@’’

私の chumby のファームウェアは 1.6^*6 なので、 Wiki の firmware 1.6 の手順を実施します。

また、カーネルビルド用の環境には次の Debian パッケージは最低限入れておく必要があります。

また、 chumby 用のカーネルソースコードと、 chumby へ新しいカーネルをインストールするためにアライメントする Perl スクリプトをそれぞれダウンロードしておきます。

カーネルソースを展開し、 make menuconfig で ext2 を組み込みます^*10 。

$ cd
$ mkdir kernel
$ cd kernel
$ cp ~/{align.pl,linux-2.6.16-chumby-1.6.0.tar.gz} ./
$ tar zxf linux-2.6.16-chumby-1.6.0.tar.gz
$ cd linux-2.6.16-chumby-1.6.0
$ ARCH=arm BOARD=mx21ads CROSS_COMPILE=arm-linux- \
make menuconfig
$ ARCH=arm BOARD=mx21ads CROSS_COMPILE=arm-linux- make
$ perl ../align.pl arch/arm/boot/zImage
$ zip k1.bin.zip arch/arm/boot/zImage

これで、 kernel/linux-2.6.16-chumby-1.6.0/ディレクトリ直下に、 k1.bin.zip が生成されます。これを USB メモリの vfat 領域にコピーします。

$ sudo mount -t vfat /dev/sda1 /media/usb
$ sudo mkdir /media/usb/update2
$ sudo cp -i k1.bin.zip /media/usb/update2/
$ sudo umount /media/usb

chumby を special option mode で起動し、 kernel をアップデートします。

7.2.3 USB メモリへの Debian インストール

次に、 USB メモリに Debian をインストールしますが、 USB メモリには chumby 自体の設定を行うためのファイルを置く vfat 領域も必要なので、 fdisk コマンドで/dev/sda1 を vfat、 /dev/sda2 を Linux 用領域を作り、 mkfs コマンドでファイルシステムを作成しておきます。

$ sudo fdisk /dev/sda
$ sudo mkfs.vfat /dev/sda1
$ sudo mke2fs /dev/sda2

この sda2 の方に、 Debian をインストールします。 chumby は、 EABI(armel) ではなく、 OABI(arm) であるため、 arm 版のインストーラを用意する必要があります。しかし、 Qemu では armel のサブアーキテクチャ versatile しかサポートしていないため、 arm 版の kernel イメージを起動させることしかできません。なので、今回は、同じ OABI のアットマークテクノ社の armadillo-9 用に公開されている Debian Etch イメージを利用しました。下記リンク先から、 5 つの tar ボールを全てダウンロードします。

$ sudo mount /dev/sda2 /mnt
$ cd /mnt
$ tar zxf ~/debian-etch-a9-1.tgz
$ tar zxf ~/debian-etch-a9-2.tgz
$ tar zxf ~/debian-etch-a9-3.tgz
$ tar zxf ~/debian-etch-a9-4.tgz
$ tar zxf ~/debian-etch-a9-5.tgz

chumby の電源を落とし、この USB メモリを挿して電源を入れると、自動的に ext2 領域もマウントされ、この下の領域のバイナリも正常に実行できます。

7.2.4 USB 環境への chroot 準備

USB メモリの Debian 環境に chroot し、そしてその環境下で Etch から Lenny にバージョンアップさせます。まず、 ssh でログインし、 /proc、 /dev、 devpts をバインドさせます。

chumby:~# mount -o bind /proc /mnt/usb2/proc
chumby:~# mount -o bind /dev  /mnt/usb2/dev
chumby:~# mount -t devpts devpts /mnt/usb2/dev/pts/
chumby:~# chroot /mnt/usb2
chumby:/1 df
Filesystem    1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
/dev/hda1       1373548    181321   1118946  14% /
tmpfs           1373548    181321   1118946  14% /lib/init/rw
sysfs           1373548    181321   1118946  14% /sys
udev            1373548    181321   1118946  14% /dev
tmpfs           1373548    181321   1118946  14% /dev/shm
devpts          1373548    181321   1118946  14% /dev/pts

apt line を etch から lenny に書き換え、バージョンアップを行うと、問題なくアップグレードできるはずです。

次に、 chroot の Debian で、 ssh を自動起動させるため、次の設定を行います。 22/tcp は chumby 自体の sshd が使うので別のポートを割り当てる方が良いでしょう。

Port 2222
(snip)
PermitRootLogin no
StrictModes yes
RSAAuthentication yes
PubkeyAuthentication yes
(snip)
PermitEmptyPasswords no
ChallengeResponseAuthentication no
PasswordAuthentication no
(snip)

次に、 chumby 側の設定。 USB メモリに配置した Widget をロードさせる手順の応用で、 6.2.3 で作成した vfat 領域の直下に、以下の内容で debugchumby というファイル名でスクリプトを作成します。

#!/bin/bash

mount -o bind /proc /mnt/usb2/proc
mount -o bind /dev /mnt/usb2/dev
mount -t devpts devpts /mnt/usb2/dev/pts/
chmod 666 /mnt/usb2/dev/null
chroot /mnt/usb2 /bin/hostname chumby
chroot /mnt/usb2 /usr/sbin/sshd

これで、次回以降、自動的に chroot 環境の Debian の sshd が 2222/tcp で起動するようになります。

7.3 OSC 会場での展示準備

6.1 でも書きましたが、 Chumny はインターネットに繋がらないと単なる時計です。理由は、起動時に chumby.com から controlpanel.swf という管理コンソールの flash ファイルや、その他自分で設定している Widget をダウンロードしてくるためです。そこで、簡単な Widget を作成し、画面上はそれを表示しつつ、スタンドアロン環境でも有線 LAN を介して SSH でログインできるようにします。

7.3.1 前提条件

7.3.2 Widget 作成

chumby の Widget は Flash です。 Debian を使っているので Widget はもちろんテキストエディタで ActionScript を書いて、フリーソフトウェアでコンパイルします。今回の展示で表示させていた Widgit のソースコードは以下のとおりです。

class DisplayDebian {
  public static function main(mc:MovieClip):Void
  {
    var app = new DisplayDebian(mc);
  }

  public function DisplayDebian(mc:MovieClip)
  {
    mc.createEmptyMovieClip(‘‘image’’,
    mc.getNextHighestDepth());
    var image:MovieClip = mc.image;
    var imageArr:Array = [ ‘‘./openlogo.png’’ ];
    image._xscale= 100;
    image._yscale= 100;
    image._x= 69;
    image._y= 0;
    image.loadMovie(imageArr[0]);

    var textField:TextField = mc.createTextField(’textField’,
    mc.getNextHighestDepth(), 15, 10, 320, 240);
    var fmt:TextFormat = new TextFormat(’’, 24, 0x000000);
    textField.text = ’ 東京エリア Debian 勉強会\n\n\n’ +
    ’ 次回は 3/21, 東大で開催予定’;
    textField.setTextFormat(fmt);
  }
}

これを Hoge.as として保存し、同じディレクトリに openlogo.png^*12 を配置します。

そして以下のワンライナー (ascompile.sh) の引数として渡し、コンパイルします。

$ ./ascompile.sh Hoge.as

#!/bin/bash
test -z $1 && exit 1
mtasc -swf ‘basename $1 .as‘.swf -main $1 -header \
320:240:12 -version 8

コンパイルすると、 Hoge.swf という flash ファイルができます。この Hoge.swf を Widget として読み込むために、 profile.xml という名前で設定します。

<?xml version=’’1.0’’ encoding=’’utf-8’’ ?>
<profile>
<widget_instances>
  <widget_instance id=’’1’’>
   <widget>
    <name>Debian Logo</name>
    <description>Debian GNU/Linux Logo</description>
    <version>1.0</version>
    <mode time=’’30’’ mode=’’timeout’’ />
    <access sendable=’’false’’ deletable=’’false’’
     access=’’private’’ virtualable=’’false’’ />
    <user username=’’Kouhei Maeda’’ />
    <thumbnail href=’’file:////mnt/usb/openlogo.png’’
     contenttype=’’image/png’’ />
    <movie href=’’file:////mnt/usb/Hoge.swf’’
     contenttype=’’application/x-shockwave-flash’’ />
   </widget>
   <access access=’’private’’ />
   <mode time=’’30’’ mode=’’timeout’’ />
   <widget_parameters>
    <widget_parameter>
     <name>auther1</name>
     <value>Kouhei</value>
    </widget_parameter>
    <widget_paramter>
     <name>auther2</name>
     <value>Maeda</value>
    </widget_parameter>
   </widget_parameters>
  </widget_instance>
</widget_instances>
</profile>

この profile.xml および、 Hoge.swf と openlogo.png を USB メモリの vfat 領域直下にコピーします。これで、起動時に USB メモリからこの Widget が読み込まれるようになります。

7.3.3 スタンドアロンでの起動設定

次に、スタンドアロンで先ほどの Widget が読み込まれ、 ssh でログインできるようにします。基本的にはフォーラム^*13 の内容に従って行えば問題ありません。まず、 chumby-offline.zip^*14 をダウンロードします。展開すると offline-howto.txt というドキュメントがあるので、これに従い設定します。 profile.xml は既に 6.3.2 で作成していますので、これを利用してください。 USB メモリの vfat 領域の直下に以下のファイルをコピーします。

USB メモリの vfat 領域の直下の debugchumby を次のように書き換えます。

#!/bin/bash

killall httpd
/usr/sbin/httpd -h /mnt/usb/www
cp /mnt/usb/www/hosts.offline /psp/hosts
#cp /mnt/usb/www/hosts.online /psp/hosts

mount -o bind /proc /mnt/usb2/proc
mount -o bind /dev /mnt/usb2/dev
mount -t devpts devpts /mnt/usb2/dev/pts/
chmod 666 /mnt/usb2/dev/null
chroot /mnt/usb2 /bin/hostname chumby

なお、オフラインモードからオフラインモードに戻す場合は、 killall から３行をコメントアウトし、 hosts.online をコピーする行を有効にしてください。

そして最後に、 USB-Ethernet アダプタを使い、有線 LAN 経由でアクセスできるように設定します。今までと同じく、 vfat 領域に userhook1 というファイルを作成します。内容は以下のとおりです。

#!/bin/sh

USE_DHCP=0
IPADDR=192.168.3.10
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.3.1

/sbin/insmod /drivers/usbnet.ko
/sbin/insmod /drivers/pegasus.ko

ifconfig rausb0 127.0.0.1

if [ $USE_DHCP == 1 ]\daggerhen
   udhcpc -t 5 -n -p /var/run/udhcpc.eth0.pid -i eth0
else
   /sbin/ifconfig eth0 $IPADDR netmask $NETMASK
   /sbin/route add default gw $GATEWAY eth0
fi

以上で、まったくインターネットを使えない環境でも、有線 LAN 経由で SSH 接続かつ、液晶モニタ上に USB に入れた Widget を稼働させることができるようになります。

7.4 残作業

以下が残っていますが、気が向いたらやるかもしれないし、やらないかもしれません。

7.5 おまけ：今月のヨメ八苦

2 月はこの OSC 準備と別件で、ヨメよりも早く帰ってきても晩飯を作らなかった（作れなかった）のと、毎週水曜に Hack Meeting に参加するようになったため、めっちゃ不機嫌になりました。コワ。方々のアドバイスを頂き、３月現在は “すい〜つ” でなだめています。

7 Debian on chumby の作り方

7.1 概要