kernel 构建 ubuntu deb（2）loop设备挂载/bring up/EFI构建
0.loop
0.1什么是loop设备？
Loop 设备：是 Linux 系统中的一种特殊块设备，它允许你将一个普通的文件（比如 .img 镜像文件）当作一个“虚拟磁盘”来使用。无需真实硬件即可模拟磁盘操作
你可以把 loop 设备想象成一个“虚拟硬盘适配器”：
- 你有一个
.img文件，它其实是一个完整的磁盘镜像。 - 你不能直接访问里面的分区或文件系统。
- 通过
losetup把这个文件“插入”到一个 loop 设备（比如/dev/loop0）中，系统就会把它当作一个真实的磁盘来看待。 - 然后你就可以像操作真实硬盘一样，对它进行挂载、读写等操作。
0.2 不能直接用 mount 挂载 .img 文件模拟硬件吗？
不能直接挂载包含多个分区的磁盘镜像文件，必须借助 loop 设备。
1）如果你有一个只包含文件系统的镜像（比如 rootfs.ext4），你可以直接挂载它：sudo mount rootfs.ext4 /mnt
2）如果你有一个完整的磁盘镜像（比如 .img 文件），它通常包含：
- MBR 或 GPT 分区表
- 多个分区（如 boot、rootfs、EFI 等）
0.3 为什么需要loop设备？
使用 losetup --partscan 可以：
- 把
.img文件映射为一个虚拟磁盘（如/dev/loop0） - 自动识别并创建分区设备（如
/dev/loop0p1,/dev/loop0p2） - 然后你就可以挂载其中的某个分区：sudo mount /dev/loop0p1 /mnt
镜像类型 | 是否需要loop设备 | 是否能直接挂载 |
单一文件系统（如 ext4） | ❌ 不需要 | ✅ 可以 |
完整磁盘镜像（含分区表） | ✅ 需要 | ❌ 不可以 |
1.Kernel Build
进入kernel目录，对config/image/module进行编译，并拉出所需设备树
Kernel Build产物：
.config
Image
modules/lib/modules/<kernel_version>
xxx.dtb
2.脚本编译deb
将kernel产物变成deb，下一节详解
3.rootfs build
rootfs: root filse system根文件系统，linux系统启动后挂载的第一个文件系统
启动流程：内核加载 → 挂载 rootfs → 运行 rootfs 中的初始化程序（如 systemd）→ 初始化系统服务 → 完成启动。
3.1下载并解压Ubuntu
sudo wget https://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-server/noble/daily-preinstalled/current/noble-preinstalled-server-arm64.img.xz sudo 7z x noble-preinstalled-server-arm64.img.xz
3.2挂载镜像并提取根文件系统
sudo losetup --show --sector-size 4096 --partscan --find noble-preinstalled-server-arm64.img
使用 losetup 创建 loop 设备，启用分区扫描
sudo mkdir rootfs mnt
sudo mount /dev/loopXp1 mnt
sudo cp -rap mnt/* rootfs/
sudo umount mnt
sudo losetup -d /dev/loopX
noble-preinstalled-server-arm64.img
│
▼
losetup + --partscan
│
▼
/dev/loopXp1 ←（识别出的分区）
│
▼
mount 到 mnt/
│
▼
cp -rap mnt/* → rootfs/ ←（用于 chroot 和构建）
- 先将
.img镜像文件映射为一个loop设备，挂载到mnt/目录（通过 loop 设备和分区识别）； - 再把
mnt/中的内容复制到rootfs/目录中，用于后续的 chroot 或打包操作。
又是一个小问题，为什么不能省略mnt这一步，直接将img内容放到rootfs中？回答两个问题
不能直接复制 .img 到 rootfs/ 的原因：
1. .img 是一个磁盘镜像文件，不是普通的文件夹
- 它包含了分区表（MBR 或 GPT）和多个分区（如 boot 分区、rootfs 分区等）。
- 你不能直接用
cp或rsync复制.img的内容，因为系统无法“看见”里面的文件系统。
2. 必须通过挂载才能访问里面的文件
- 你需要先用
losetup把.img映射为一个 loop 设备（比如/dev/loop0）； - 然后通过
--partscan识别出里面的分区（比如/dev/loop0p1）； - 再挂载某个分区（比如 rootfs 分区）到
mnt/； - 最后才能访问并复制里面的文件。
为什么要复制到 rootfs/？
复制到 rootfs/ 是为了：
- 构建一个可修改的根文件系统，你可以在里面安装软件、修改配置；
- 进入 chroot 环境，模拟目标系统；
- 最终打包成新的镜像或烧录到设备上。
直接在挂载点 mnt/ 上操作虽然也可以，但不够灵活，也不利于后续打包或清理。
3.3准备内核和固件
sudo cp linux-kernel-xxx-arm64 rootfs/ sudo cp linux-firmware-xxx+noble_arm64.deb rootfs/
3.4配置DNS/挂载必要的系统目录
sudo rm -rf rootfs/etc/resolv.conf sudo cp -L /etc/resolv.conf rootfs/etc/ sudo mount -o bind /proc rootfs/proc sudo mount -o bind /sys rootfs/sys sudo mount -o bind /dev rootfs/dev sudo mount --bind /dev/pts rootfs/dev/pts
问题，为什么需要bind mount？
为了使用chroot进入另一个系统环境
背景：什么是 chroot？
chroot rootfs/ 会把当前 shell 的根目录（/）切换到 rootfs/，让你像是在一个独立的系统中操作。但这个环境默认是“空的”，它无法访问宿主系统的内核接口、设备、进程信息等。
bind mount 的作用
为了让 chroot 环境能正常运行很多系统命令（比如 apt, dpkg, systemctl 等），你需要把宿主系统的一些关键目录“绑定”进去：
| 提供进程信息（如 |
| 提供内核和硬件信息（如 |
| 提供设备节点（如 |
| 提供伪终端支持（如 |
如果你不挂载 /proc，在 chroot 中运行 apt update 会报错：
E: Could not open file /proc/filesystems - open (2: No such file or directory)
3.5 进入chroot环境并配置系统
1.进入chroot
sudo chroot rootfs/
2.添加用户并安装内核和固件
adduser lx
usermod -aG sudo lx
dpkg -i linux-firmware-xxx+noble_arm64.deb
dpkg -i linux-kernel-xxx-arm64.deb
3.设置 grub 启动项，指定设备树、内核、initrd 及启动参数。
tee /boot/grub.cfg <<EOF
# grub 配置内容, 这里面的内容就是上一节里面的内容
EOF
4.安装桌面环境和网络工具
apt update && apt install ubuntu-desktop-minimal network-manager iw net-tools
5.退出chroot
exit
6. 卸载挂载的系统目录
sudo umount rootfs/dev/pts
sudo umount rootfs/dev
sudo umount rootfs/sys
sudo umount rootfs/proc
sudo umount rootfs
7.创建最终镜像
sudo truncate -s 6G ubuntu.img
sudo mkfs.ext4 ubuntu.img
sudo mount -o loop ubuntu.img mnt/
sudo cp -rap rootfs/* mnt/
sudo umount mnt
流程图
[空文件] → truncate → [6GB 空镜像]
↓
mkfs.ext4 格式化（在空文件上创建ext4文件系统）
↓
mount -o loop → mnt/
↓
cp -rap rootfs/* → mnt/
↓
umount mnt/
↓
[ubuntu.img] ← 完整的 rootfs 镜像
3.6 EFI System Partition Construction（arm64环境下执行）
UEFI 是 EFI 的“正式标准版”，EFI 是它的前身。现代计算机系统启动时使用的固件接口
[UEFI 固件]
↓
[读取 EFI 分区（FAT32）]
↓
[加载 bootloader（如 GRUB）]
↓
[启动操作系统（Linux/Windows）]
sudo apt-get install grub2-common 安装grub工具 dd if=/dev/zero of=efiesp.bin bs=1M count=200 创建一个名为efiesp.bin的200MB空白镜像文件 losetup -fP efiesp.bin loop_device=$(losetup -a | grep "efiesp.bin" | cut -d ':' -f 1) 将镜像文件映射为loop设备，并提取设备名称 mkfs.vfat -F 32 $loop_device UEFI 固件要求 ESP 分区必须是 FAT32 格式。 mount $loop_device mnt 将 loop 设备挂载到 mnt/ 目录，准备写入引导文件 mkdir -p mnt/boot grub-install --target=arm64-efi --efi-directory=mnt/ --boot-directory=mnt/boot --removable 指定架构/挂载点/grub配置文件/生成默认启动文件bootaa64.efi 在一个挂载好的 EFI System Partition（ESP）目录中安装 ARM64 架构的 GRUB 引导程序 安装后的目录 mnt/ ├── EFI/ │ └── BOOT/ │ └── BOOTAA64.EFI ← GRUB 引导程序/主启动文件（UEFI 固件会默认加载它） ├── boot/ │ ├── grub/ │ │ └── *.mod ← GRUB 模块 │ └── grub.cfg ← GRUB 配置文件（你手动创建） tee -a mnt/boot/grub/grub.cfg <<EOF set root=(hd0,gpt13) set prefix=($root)/boot configfile $prefix/grub.cfg EOF 设置启动分区为(hd0,gpt13)/设置grub的前置路径/然后从前置路径加载真正的配置文件/boot/grub.cfg $ umount mnt $ losetup -d $loop_device#嵌入式##linux驱动##嵌入式软开##牛客在线求职答疑中心##牛客创作赏金赛#
