.. _alpine_install_pi: =========================== 树莓派环境安装Alpine Linux =========================== Alpine Linux for Raspberry Pi ================================ 在 `Alpine Linux 官方下载 `_ 提供了多种安装模式，也提供了不同架构，包括ARM以及特定的树莓派镜像。我在 :ref:`edge_cloud_infra` 中采用 :ref:`raspberry_pi` 来构建 :ref:`k3s` 实现边缘计算。其中重点探索: - RASPBERRY PI: 运行在树莓派裸机上，提供轻量级的OS运行环境 - MINI ROOT FILESYSTEM: 最小化root文件系统，用于容器和minimal chroots 下载和镜像 ============= 下载 `alpine-rpi-3.15.0-aarch64.tar.gz `_ .. note:: 所有的树莓派型号都可以使用 ``armhf`` 版本(包括Pi Zero 和 Compute Modules)； ``armv7`` 版本是兼容树莓派2B，而 ``aarch64`` 则兼容 Raspberry Pi 2 Model v1.2 , :ref:`pi_3` 和 Compute Module 3 以及 :ref:`pi_4` 为了部署 :ref:`edge_cloud_infra` ，采用 ``sys`` 模式安装，也就是经典安装模式 准备 =========== - 在SD卡上划分2个分区: - 第一个分区是 ``fat32`` ，只需要 256MB ，需要设置分区为 ``boot`` 和 ``lba`` 标记 - 第二个分区是 ``ext4`` 分区，SD卡的剩余空间 .. note:: 注意，准备TF卡分区是在独立的Linux主机上，使用TF卡读卡器连接，所以TF卡被识别成 ``sdb`` ，等到TF卡安装到树莓派上时，会被识别成 ``mmcblk0`` 。这里划分分区时是TF卡读卡器转换过的显示 ``sdb`` ，需要注意后文设备名变化。 :: fdisk /dev/sdb 执行磁盘划分，完成后如下: .. literalinclude:: alpine_install_pi/fdisk_p.txt :language: bash :linenos: :caption: sys安装模式alpine linux分区 - 磁盘文件系统格式化:: sudo partprobe sudo mkdosfs -F 32 /dev/sdb1 sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2 .. note:: 如果使用 Alpine Linux，要使用 ``mkfs.ext4`` 需要安装 ``e2fsprogs`` 包:: apk update apk add e2fsprogs 复制Alipine系统 ================= - 划分完分区的SD卡磁盘(当前是通过USB转接，所以显示为 ``sdb`` )，然后重新插入U盘识别挂载，或者刷新分区表后直接挂载 ``/dev/sdb1`` (以下命令案例是刷新后挂载) :: sudo mount /dev/sdb1 /mnt - 解压缩:: cd /mnt sudo tar zxvf ~/Downloads/alpine-rpi-3.15.0-aarch64.tar.gz .. note:: `Classic install or sys mode on Raspberry Pi `_ 提到建议在 ``usercfg.txt`` 中添加配置:: enable_uart=1 配置激活 :ref:`pi_uart` ，可以用于后续的串口通讯开发，以及系统调试 .. note:: 对于headless使用，可以添加以下参数使得具有足够内存(对于树莓派bootloader需要32兆内存):: gpu_mem=32 .. note:: 要支持音频，则添加:: dtparam=audio=on - 下载 `headless overlay file `_ (我使用headless模式，这样可以不用显示器)，存放到文件系统根目录(不需要解压缩):: cd /mnt sudo wget https://github.com/davidmytton/alpine-linux-headless-raspberrypi/releases/download/2021.06.23/headless.apkovl.tar.gz .. note:: 上述 ``headless`` 提供了树莓派启动到初始化，只要连接到提供DHCP的 :ref:`priv_dnsmasq_ics` ，能够获得IP地址就能自动启动ssh服务提供远程访问以完成进一步配置 .. note:: 如果是使用无线配置 ``headless`` ，则在根目录下创建一个 ``wifi.txt`` 格式是:: ssid password - 卸载挂载:: sudo umount /mnt 启动 ========= - 将SD卡从USB转接器中取出，插入 :ref:`pi_3` ，然后加电启动，此时通过 :ref:`priv_dnsmasq_ics` 提供的DHCP服务，该设备的Alpine Linux启动自动获取IP地址 确定IP地址的方法是检查 dnsmasq 的 ``/var/lib/misc/dnsmasq.leases`` 状态文件，例如:: 1641849999 b8:27:eb:f8:05:bd 192.168.6.21 localhost 01:b8:27:eb:f8:05:bd - 通过ssh登陆主机:: ssh root@192.168.6.21 此时系统尚未配置root密码，所以可以直接登陆 安装 =========== 采用 ``sys`` 模式，参考 `Classic install or sys mode on Raspberry Pi `_ - 执行 ``setup-alpine`` 命令 - 主机名设置(第一台案例): ``x-k3s-m-1.edge.huatai.me`` - 提示有2个网卡 ``eth0 wlan0`` ，默认选择 ``eth0`` ，并配置固定IP地址 ``192.168.7.11`` ，默认网关 ``192.168.7.200`` 我这里遇到一个问题，默认启动 ``chronyd`` 作为NTP客户端，但是没有校准本机时间，导致无法连接软件仓库进行更新。原因是我配置了无线网卡DHCP同时又配置了有线网卡静态IP地址，都分配了默认网关，导致无法路由访问internet。修正(暂时关闭有线网络 ``default gw`` )路由后，恢复正常时钟同步，才能继续。 - 注意，最后要在 ``save config`` 时回答 ``none`` ; 然后还要 ``save cache`` :: No disks available. Try boot media /media/mmcblk0p1? (y/n) [n] Enter where to store configs ('floppy', 'mmcblk0p1', 'usb' or 'none') [mmcblk0p1] none Enter apk cache directory (or '?' or 'none') [/var/cache/apk] 此时保存的配置实际上在内存中，只要不重启就不会丢失。接下来执行 ``sys`` 安装，所有数据都会实际存储到TF卡(持久化存储)。 - 更新软件:: apk update 添加 SD 卡分区作为系统分区 ============================ 由于我们已经在上文中将 ``/dev/mmcblk0p2`` 格式化成 ext4 文件系统，现在开始挂载并配置成系统分区:: mount /dev/mmcblk0p2 /mnt export FORCE_BOOTFS=1 # 这里添加一步创建boot目录 mkdir /mnt/boot setup-disk -m sys /mnt .. note:: 这里一定要先执行 ``export FORCE_BOOTFS=1`` 设置这个环境变量，否则执行:: setup-disk -m sys /mnt 会提示报错:: ext4 is not supported. Only supported are: vfat   所以这里我添加了一步:: mkdir /mnt/boot 虽然文档中没有写，但是我发现没有创建 ``/mnt/boot`` 目录会提示错误:: /sbin/setup-disk: line 473: can't create /mnt/boot/config.txt: nonexistent directory /sbin/setup-disk: line 474: can't create /mnt/boot/cmdline.txt: nonexistent directory 此时提示信息:: ext4 is not supported. Only supported are: vfat Continuing at your own risk. Installing system on /dev/mmcblk0p2: 100% => initramfs: creating /boot/initramfs-rpi You might need fix the MBR to be able to boot - 然后重新以读写模式挂载第一个分区，准备进行更新:: mount -o remount,rw /media/mmcblk0p1 # An update in the first partition is required for the next reboot. - 清理掉旧的 ``boot`` 目录中无用文件:: rm -f /media/mmcblk0p1/boot/* cd /mnt # We are in the second partition rm boot/boot # Drop the unused symbolink link - 将启动镜像和 ``init ram`` 移动到正确位置:: mv boot/* /media/mmcblk0p1/boot/ rm -Rf boot mkdir media/mmcblk0p1 # It's the mount point for the first partition on the next reboot - 创建软连接:: ln -s media/mmcblk0p1/boot boot - 更新 ``/etc/fstab`` :: echo "/dev/mmcblk0p1 /media/mmcblk0p1 vfat defaults 0 0" >> etc/fstab sed -i '/cdrom/d' etc/fstab # Of course, you don't have any cdrom or floppy on the Raspberry Pi sed -i '/floppy/d' etc/fstab cd /media/mmcblk0p1 - 因为下次启动，需要标记root文件系统是第二个分区，所以需要修订 ``/media/mmcblk0p1/cmdline.txt`` 原先配置是:: modules=loop,squashfs,sd-mod,usb-storage quiet console=tty1 执行以下命令添加 ``root`` 指示:: sed -i 's/$/ root=\/dev\/mmcblk0p2 /' /media/mmcblk0p1/cmdline.txt 完成修订后 ``/media/mmcblk0p1/cmdline.txt`` 内容如下:: modules=loop,squashfs,sd-mod,usb-storage quiet console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 - 重启系统:: reboot 这里我遇到一个问题 :ref:`alpine_pi_clock_skew` 系统简单配置 ================= - 添加huatai用户，并设置sudo:: apk add sudo adduser huatai adduser huatai wheel visudo - 作为服务器运行，关闭无线功能:: rc-update del wpa_supplicant boot 参考 ====== - `Installing Alpine Linux on a Raspberry Pi `_ - `Alpine Linux Raspberry Pi `_ - `Alpine Linux Raspberry Pi - Headless Installation `_ 无显示器安装 - `Alpine Linux Classic install or sys mode on Raspberry Pi `_ 系统安装模式 ``这篇文档是主要的参考`` - `Setting Up a Software Development Environment on Alpine Linux `_- - `Is Alpine a good alternative to Raspberry Pi OS (RPi4) when it comes to running a home server + small website (pretty much all Docker-based)? `_