为嵌入式 Linux 开发板定制产品镜像

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为嵌入式 Linux 开发板定制产品镜像

算法与程序开发到一定程度后，需要发布初版产品供用户测试。其中部署算法时用到了 RDKx3 等嵌入式 Linux 开发板，如果逐一烧录并配置，效率过低。因此需要先定制好镜像，烧录后可以直接运行。

基础

对于树莓派之类的开发板，支持的镜像较多，常见的 如 rpiOS，ubuntu，archlinux 等均可，只需要下载对应架构的磁盘映像，就可以在此基础上进行编辑。

对于 RDK 系列，rk 系列等，程序需要使用板子附带的加速单元用来加速数据处理等，我们需要下载官方的系统磁盘映像进行定制。

我们使用 RDKx3，因此从 D-Robotics 下载系统镜像

image-20260327220244491

下载下来后一般是一个 img.xz 的文件。

配置并挂载到主机

解压镜像

使用 xz 解压镜像，得到 img文件

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mkdir -pv ~/workspace/packimg
cd ~/workspace/packimg
xz -d rdk.img.xz

映像扩容

官方提供的 img 镜像的大小恰好是系统所需的大小，直接挂载后修改，可能会遇到空间不足的问题，因此挂载之前需要先进行扩容

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# 添加 4G 到镜像文件
dd if=/dev/zero bs=1M count=4096 >> rdk.img

# 把根分区扩容
sudo parted rdk.img resizepart 2 100%

# 此时文件系统不知扩容，需要设置
# 先设置回环设备
sudo losetup -Pf --show rdk.img

# 检查根分区的文件系统
sudo e2fsck -f /dev/loop0p2

# 修改文件系统大小
sudo resize2fs /dev/loop0p2

挂载镜像

首先使用 fdisk 查看 rootfs， 将其挂载到主机，一般是更大的那个分区。假设是第二个分区

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fdisk -l rdk.img

挂载回环设备（如果扩容时挂载，就不需要再次挂载）

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sudo losetup -Pf rdk.img

挂载对应分区

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mkdir -pv rootfs
sudo mount /dev/loop0p2 rootfs

# 挂载虚拟文件系统
sudo mount --bind /dev ./rootfs/dev
sudo mount --bind /proc ./rootfs/proc
sudo mount --bind /sys ./rootfs/sys
sudo mount --bind /dev/pts ./rootfs/dev/pts

# 如果需要修改启动的文件，可以把 boot 分区也挂载
sudo mount /dev/loop0p1 rootfs/boot/config

设置网络

/etc/resolv.conf 一般情况是指向/run/systemd/resolve/stub-resolv.conf 的软链接，由于我们后面使用 chroot 进入系统，没有运行 systemd， 因此没有这个源文件。需要手动设置

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sudo mv rootfs/etc/resolv.conf{,.bak} # 备份原始链接
sudo cp /etc/resolv.conf rootfs/etc/resolv.conf # 复制主机DNS配置

QEMU 跨架构模拟器

由于板子是 arm64 ，主机是 x86_64， 因此 rootfs 中的程序不能直接运行，需要在主机安装 qemu 来运行

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yay -S qemu-user-static
sudo cp /usr/bin/qemu-aarch64-static rootfs/usr/bin

进入系统

使用 chroot 进入系统

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sudo chroot ./rootfs /bin/bash

设置系统

用户设置

创建用户

生产环境最好不要使用 root 用户，为了安全，也不要使用官方自带的用户。可以自己创建一个普通用户，并禁用 root 用户

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/sbin/useradd -m -s /bin/bash newuser
/sbin/usermod -aG sudo newuser
echo "newuser:newpassword" | chpasswd

因为 useradd 命令在 /sbin，chroot 可能没有将其加入 PATH， 因此可以设置 PATH 或写完整路径。

SSH 设置

因为产品涉及网络服务，所以禁用密码登录，防止破解登入。在主机运行命令创建密钥并上传到客户机

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mkdir -pv keys
ssh-keygen -t ed25519 -f ~/keys/prodimg_newuser
sudo mkdir -p rootfs/home/newuser/.ssh
cat ./keys/prodimg_newuser.pub | sudo tee rootfs/home/newuser/.ssh/authorized_keys

如果已经有了密钥，可以直接上传：

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sudo mkdir -p rootfs/home/newuser/.ssh
echo "pub key" | sudo tee rootfs/home/newuser/.ssh/authorized_keys

之后在客户机中设置权限：

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chown -R newuser:newuser /home/newuser/.ssh
chmod 700 /home/newuser/.ssh
chmod 600 /home/newuser/.ssh/authorized_keys

# 修改 SSH 配置 (禁用密码登录)
sed -i 's/#PasswordAuthentication yes/PasswordAuthentication no/' /etc/ssh/sshd_config
sed -i 's/PermitRootLogin yes/PermitRootLogin no/' /etc/ssh/sshd_config

# 禁用 root 密码 (锁定 root)
passwd -l root

部署程序

主程序

此步骤没有什么特殊的，使用 apt 和 pip 安装依赖，把代码/程序复制到客户机中。注意需要设置对应的权限，以便普通用户可以直接运行。

系统服务

把service文件上传，设置权限，并激活之

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cp my_service.service /etc/systemd/system
systemctl enable my_service

测试

程序部署完成后，可以在 chroot 环境中直接再次测试，确保直接运行无虞

配网

本项目中，需要 RDK 创建 AP 热点，供其他模块连接通信并管理，所以需要创建配置文件

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cat >> /etc/NetworkManager/system-connections/Hotspot.nmconnection << EOF
[connection]
id=Hotspot
uuid=aeefcaeb-f129-48cc-807a-d1150369246e
type=wifi
interface-name=wlan0
timestamp=1700600248

[wifi]
hidden=false
mode=ap
ssid=MyWifi

[wifi-security]
group=ccmp;
key-mgmt=wpa-psk
pairwise=ccmp;
proto=rsn;
psk=myappassword

[ipv4]
address1=192.168.179.1/24
method=shared

[ipv6]
addr-gen-mode=stable-privacy
method=ignore

[proxy]

EOF

sudo chmod 600 Hotspot.nmconnection
```

这个文件保险起见，可以不手写，而是从已经配置好的开发机上复制出来。

其他工作

如果程序的相关运行还需要其他配置，例如蓝牙设置等，可以继续进行设置

重新打包

清理空间

配置过程中安装的依赖、编译文件、临时文件、索引、缓存等，会占用大量空间，因此需要清理后再重新打包

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# 先清理apt缓存等所有不需要使用的内容，如果使用了 pip 等包管理器安装了，也要清理对应的缓存
apt clean 
rm -rf /var/lib/apt/lists/*
rm /usr/bin/qemu-aarch64-static

# 把所有清理掉的空间填入 0, 这样 xz 会压缩掉这些区域
# 此处报错 `cat: 写入错误: 设备上没有空间` 是正常的，就是要全部填 0
cat /dev/zero > /zero.fill; sync; sleep 1; rm /zero.fill

exit # 退出 chroot

# 恢复原始的 DNS 配置文件
sudo mv rootfs/etc/resolv.conf{.bak,}

清理挂载

把所有的挂载点和回环设备卸载

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sudo umount -l ./rootfs/dev/pts
sudo umount -l ./rootfs/dev
sudo umount -l ./rootfs/proc
sudo umount -l ./rootfs/sys
sudo umount -l ./rootfs

sudo losetup -d /dev/loop0

重新压缩镜像

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# -9 最大压缩，-T0 多线程
xz -z -9 -T0 rdk.img

命名并上传

此部分只是这个项目的命名格式，仅供参考

文件命名

命名格式

rdk_x3-os_3.0.3-api_v1.2-inferer_v1.4-py-arm64.img.xz

其中需要体现信息：

  • 适用平台：

    • rdk_x3
    • rdk_x5
    • raspi4b
    • …

  • 基于官方系统的版本：os_x.x.x

  • 运行的推理服务的版本： api_v1.2

  • 运行的推理程序的版本：

    最终的推理程序主要用 C++ 改写，因此C++版本不带后缀，Python 版本需要后缀

    • inferer_v1.4-py：Python 推理程序
    • inferer_v1.0 : C++ 推理程序

  • 系统架构：arm64

不同信息之间使用 hyphen - 连接，一个信息内部使用下划线 _

存放目录

镜像如果需要放在服务器上发布，供开发人员随时升降级，则下载中心的文件夹结构可以参考

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/home/neolux/Cloud/olist_local/personal/ms365/e3/nlx.m3/projets/pseudomano/
├── os_images
│   └── rdk_x3
│       └── rdk_os_3.0.3-api_v1.2-inferer_v1.0-py-2026-03-26
│       	├── rdk_x3-os_3.0.3-api_v1.2-inferer_v1.0-py_arm64.img.xz
│       	└── rdk_x3-os_3.0.3-api_v1.2-inferer_v1.0-py_arm64.img.xz.md5sum
│   └── rdk_x5
│       └── ...

烧录系统

SD Card

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# xzcat 用来提取数据
# pv 展示进度
# dd 烧录
xzcat rdk-x3-ubuntu22-preinstalled-server-3.0.3-arm64.img.xz | pv | sudo dd of=/dev/sdb bs=4M

# 或者直接使用 dd 的进度展示
# xzcat rdk-x3-ubuntu22-preinstalled-server-3.0.3-arm64.img.xz | sudo dd of=/dev/sdb bs=4M status=progress

eMMC

参考官方文档 from d-robotiques: 1.2.1 RDK X3 | RDK DOC

远程登入

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nmcli dev wifi connect MyWifi password myappassword
ssh -i ~/.ssh/id_ed25519_newuser newuser@192.168.179.1