LV05-04-根文件系统-04-Debian-01-Debian简介
本文主要是rootfs——Debian根文件系统简介相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。
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| PC端开发环境 | Windows | Windows11 |
| Ubuntu | Ubuntu20.04.2的64位版本 | |
| VMware® Workstation 17 Pro | 17.6.0 build-24238078 | |
| 终端软件 | MobaXterm(Professional Edition v23.0 Build 5042 (license)) | |
| Win32DiskImager | Win32DiskImager v1.0 | |
| Linux开发板环境 | Linux开发板 | 正点原子 i.MX6ULL Linux 阿尔法开发板 |
| uboot | NXP官方提供的uboot，使用的uboot版本为U-Boot 2019.04 | |
| linux内核 | linux-4.19.71(NXP官方提供) |
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| 分类 | 网址 | 说明 |
| 官方网站 | https://www.arm.com/ | ARM官方网站，在这里我们可以找到Cotex-Mx以及ARMVx的一些文档 |
| https://www.nxp.com.cn/ | NXP官方网站 | |
| https://www.nxpic.org.cn/ | NXP 官方社区 | |
| https://u-boot.readthedocs.io/en/latest/ | u-boot官网 | |
| https://www.kernel.org/ | linux内核官网 |
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| 分类 | 网址 | 说明 |
| NXP | https://github.com/nxp-imx | NXP imx开发资源GitHub组织，里边会有u-boot和linux内核的仓库 |
| nxp-imx/linux-imx/releases/tag/v4.19.71 | NXP linux内核仓库tags中的v4.19.71 | |
| nxp-imx/uboot-imx/releases/tag/rel_imx_4.19.35_1.1.0 | NXP u-boot仓库tags中的rel_imx_4.19.35_1.1.0 | |
| I.MX6ULL | i.MX 6ULL Applications Processors for Industrial Products | I.MX6ULL 芯片手册（datasheet，可以在线查看） |
| i.MX 6ULL Applications ProcessorReference Manual | I.MX6ULL 参考手册（下载后才能查看，需要登录NXP官网） | |
| Source Code | https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source | linux kernel源码 |
| https://elixir.bootlin.com/u-boot/latest/source | uboot源码 |
一、Debian是什么
1. 什么是Debian
什么是Debian？我们去官网瞅一眼：Debian – 通用操作系统，我们去找一下官网对Debian的介绍：Debian – 关于 Debian，这里刚好有一部分的介绍：
所以，其实Debian是一个基于linux内核的操作系统。我们知道Linux有非常多的发行版本，Debian就是最早的Linux发行版本之一。我们比较熟悉的Ubuntu就是基于Debian发展而来。
2. 有哪些优缺点？
官网也总结了：Debian – 选择 Debian 的理由，这里照搬一下，方便看：
2.1 面向用户的 Debian
- Debian 是自由软件。
Debian 是由自由和开放源代码的软件组成的，并将始终保持 100% 自由。每个人都能自由使用、修改，以及分发。这是我们对我们的用户的主要承诺。它也是免费的。
- Debian 稳定且安全。
Debian 是一个广泛用于各种设备的基于 Linux 的操作系统，其使用范围包括笔记本计算机，台式机和服务器。 我们为每个软件包提供合理的默认配置，并在软件包的生命周期内提供常规的安全更新。
- Debian 具有广泛的硬件支持。
大多数硬件已获得 Linux 内核的支持。这意味着 Debian 也会支持它们。如有需要，也可使用专有的硬件驱动程序。
- Debian 提供灵活的安装程序。
希望在安装前尝试 Debian 的用户可以使用我们的 Live CD。它同时包含了 Calamares 安装程序，使得从 Live 系统安装 Debian 变得十分容易。经验更加丰富的用户可以使用 Debian 安装程序，它提供了更多可以微调的选项，包括使用自动化的网络安装工具的功能。
- Debian 提供平滑的更新。
保持操作系统最新十分容易，不论您是想升级到一个全新的发布版本，还是只想升级一个单独的软件包。
- Debian 是许多其他发行版的基础。
许多非常受欢迎的 Linux 发行版，例如 Ubuntu、Knoppix、PureOS 以及 Tails，都基于 Debian。我们提供了所需的所有工具，使得每个人在有需要的时候都可以制作自己的软件包，以补充 Debian 档案库里没有的软件包。
- Debian 项目是一个社区。
所有人都可以成为 Debian 社区的一员；您不必是一名开发者或系统管理员。Debian 有一个民主的治理架构。由于所有 Debian 项目的成员都享有平等的权利，所以 Debian 不能被单个公司所控制。我们的开发人员来自超过 60 个国家/地区，并且 Debian 本身也已经被翻译为超过 80 种语言。
2.2 面向开发者的 Debian
- 多种硬件架构
Debian 支持一长串的CPU架构，包括 AMD64、i386，ARM 和 MIPS 的多个版本、POWER7、POWER8、IBM System z 以及 RISC-V。Debian 还可以用于一些特殊用途的架构。
- 物联网和嵌入式设备
Debian 可以在各种设备上运行，例如 Raspberry Pi、QNAP 的各个变种、移动设备、家庭路由器以及大量单板计算机（SBC）。
- 大量的软件包
Debian 拥有大量的软件包（当前的稳定版本：59000 个软件包） ，使用 deb 格式。
- 不同的发布版本
除了我们的稳定版本外，您还可以通过安装测试版或不稳定版本来获得更新版本的软件。
- 公开的错误跟踪系统
我们的 Debian 错误跟踪系统（BTS）向所有人公开，任何人都可通过浏览器访问。我们不会隐藏我们的软件错误，您可以轻松提交新的错误报告或参与讨论。
- Debian 政策和开发人员工具
Debian 提供高质量的软件包。欲了解我们的质量标准，请阅读我们的政策，它规定了每个被发行版接受的软件包所必须满足的技术需求。我们的持续集成策略包括 Autopkgtest（对软件包进行测试），Piuparts（测试安装、升级和删除），以及 Lintian（检查软件包的不一致和错误）。
2.3 面向企业环境的 Debian
- Debian 是可靠的。
Debian 在从单个用户的笔记本计算机到超级对撞机、证劵交易所和汽车行业的数以千计的现实日常场景中证明其可靠性。它在学术界、科研机构和公共部门中也很流行。
- Debian 有很多专家。
我们的软件包维护者不仅仅只为 Debian 打包软件包和整合新的上游版本。他们常常是该应用程序的专家，因此可以直接为上游开发做出贡献。
- Debian 是安全的。
Debian 对其稳定版本提供安全支持。许多其它发行版的开发人员和安全研究人员都依赖 Debian 的安全跟踪器。
- 长期支持
Debian 提供的免费的长期支持（LTS）版本将所有 Debian 稳定版本的生命周期延长到至少 5 年。除此以外，还有商业的扩展 LTS 计划，该计划将对有限的软件包的支持延长到了 5 年以上。
- 云映像
官方云映像可用于所有的主流云端平台。我们还提供了工具和配置，因此您可以构建自己的自定义云映像。您还可以在桌面或容器里的虚拟机中使用 Debian。
2.4 总结一下
Debian主要有以下几个方面的优点:
- 稳定
Debian的发布版本通常测试完善，发行周期较长，它通常维护着三个版本:“稳定版(stable)”、“测试版(testing)”、 “不稳定版(unstable)”，对每个稳定发行版本，用户可以得到三年的完整支持以及额外两年的长期支持。 debian目前在很多企业用户中使用，它的稳定性和可靠性是经过市场长期验证的。
- 软件包管理程序简单易用
熟悉Ubuntu的话应该知道，Ubuntu是用dpkg工具来进行软件包的管理，关于软件的安装、卸载、升级都可以用dpkg指令完成， dpkg指令功能非常强大，但是也比较复杂。因而后来基于dpkg衍生出来了apt工具，可以通过apt install、apt remove、 等指令就能轻松安装、卸载软件。在这方面，Debian与Ubuntu的机制是完全一样的。
- 软件包丰富
Debian经过这么多年的发展，开源社区已经积累了数以万计的应用程序，从文档编辑、到电子商务、到游戏娱乐、到软件开发， 全面提供即安装即使用的体验。免去自己编译源代码的诸多麻烦，而且用apt upgrade就能轻松升级到最新版本的软件。
- 良好的系统安全
Debian自由软件社区非常注重在软件发布中快速地修复安全问题。通常没几天就会有修复过的软件被上传。因为开放源代码 所以 Debian 的安全性是可以被用户和开发者客观评估的。这有利于防止潜在的安全问题被引入到Debian系统中。
二、image-builder项目
1. 项目起源
BeagleBoard 是一家非盈利公司，致力于在嵌入式计算 领域提供开源硬件和软件，并且重点关注教育行业, BeagleBoneBlack是该公司最受欢迎的主板。image-builder项目就是为BeagleBoneBlack之类的开发板构建debian系统镜像的开源项目。
源码地址：beagleboard/image-builder: Image builder (github.com)
2. 基本原理
image-builder项目基于qemu和debootstrap等工具来生成和定制arm架构的debian文件系统。其中，qemu是一个开源的模拟器项目， 在GNU/Linux平台上使用广泛，可用于模拟各种不同架构的处理器。而debootstrap是Debian官方提供的， 适用于生成不同架构、不同版本的debian文件系统。
如上图所示: 在使用debootstrap工具生成debian文件系统后，然后qemu使用新构建的debian文件系统作为文件系统， 在qemu模拟arm架构的处理器并启动后，就可以用apt install命令预装各种应用软件， linux内核和设备树都是在这个阶段中安装更新的。安装完毕后，使用dd命令把得到的文件系统和u-boot一起打包到img文件中， 即可生成用于sd卡烧录的debian系统镜像。
参考资料