Qua StationにArch Linuxをインストールする(ほぼ完成)

—-追記—–

全然更新できてないのですが、ひとまずEMMCから起動とかもできるようになりました。友人がQua Stationで運用しているブログがこちら→https://blog.u-haru.com/

ご覧の通り、なかなかのパフォーマンスです。ついでにChinachu(録画サーバ)も動いており、普通に使える子になってます。

———–

最近USBメモリをくれた友人のせいでQua Stationがアツいのですが、やっぱりAndroidの上でchrootしてお茶を濁したところでサーバーにはなり得んのです。systemctl使いてぇ

で、ネイティブに動かすノウハウがある程度溜まったので公開します。

正直俺はマイサーバーがあるのであったところでなのですが、うまく動くようならこれ2台体制ぐらいに移行してもいいかなとか思ってます。

まあ殆どはライバル心というか起動しないからには起動させたい的な心で動いてるわけですが…

※この記事に書いてあることは半分ぐらい友人の成果物です

あとArchLinuxをインストールとか書いてますがどっちかというとデバイスについて成分が多めです。

1,ブートローダー

で、まずブートローダーを探っていきます。

どうも第一ローダーでオプションをセットしたあとDTB、ramdisk、カーネル、ファームウェアを読み込んで第二ローダーへ移行するようです。

bootrというコマンドでいろいろ読み込んで第二ローダーに行きます。

b2ndbcというコマンドで何もせずに第二ローダーに行きます。

第一ローダーで使えるコマンド一覧は

Realtek> help

b2ndbc - load 2nd stage bootcode

bdinfo - print Board Info structure

bootm - boot application image from memory

bootr - boot realtek platform

dcache - enable or disable data cache

env - environment handling commands

factory - FACTORY sub system

fatinfo - print information about filesystem

fatload - load binary file from a dos filesystem

fatls - list files in a directory (default /)

fdt - flattened device tree utility commands

gettime - get timer val elapsed

go - start application at address 'addr' or start running fw

goru - start rescue linux from usb

help - print command description/usage

icache - enable or disable instruction cache

keyset - keyset - write keyset file into factory area

led - led - [0|all] [on|off|toggle]

loady - load binary file over serial line (ymodem mode)

md - memory display

mmc - MMC sub system (patch for rtd299x)

mtest - simple RAM read/write test

mtest2 - simple RAM read/write test

mw - memory write (fill)

ping - send ICMP ECHO_REQUEST to network host

reset - Perform RESET of the CPU

rtkemmc - RTK EMMC functions

rtkgpio - rtk gpio access

saveenv - save environment variables to persistent storage

source - run script from memory

tftp - download image from TFTP server

tftpput - TFTP put command, for uploading files to a server

uart_write- for uart mp tool burn mac and sn key

unzip - unzip a memory region

usb - USB sub-system

version - print monitor, compiler and linker version

こんなかんじでした。USB(XHCIに対応してます!)やmmc等のコマンドが充実しています。

デフォの環境変数はこんな感じです。第二ローダーへ移行していく過程が見て取れます。

パスワードやSSIDが普通に書いてありますが使う気はないので問題ありません(←？？)

そして第二ローダーはこんな感じです

Realtek> help

? - alias for 'help'

base - print or set address offset

bdinfo - print Board Info structure

booti - boot arm64 Linux Image image from memory

bootm - boot application image from memory

bootr - boot realtek platform

cachetest- Stress cache operation

cmp - memory compare

cp - memory copy

dcache - enable or disable data cache

editenv - edit environment variable

env - environment handling commands

erase - erase FLASH memory

exit - exit script

false - do nothing, unsuccessfully

fdt - flattened device tree utility commands

flinfo - print FLASH memory information

gettime - get timer val elapsed

gictest - Turn on GIC and send SGI to CPU

go - start application at address 'addr'

help - print command description/usage

icache - enable or disable instruction cache

loadb - load binary file over serial line (kermit mode)

loadx - load binary file over serial line (xmodem mode)

loady - load binary file over serial line (ymodem mode)

loop - infinite loop on address range

md - memory display

mm - memory modify (auto-incrementing address)

mw - memory write (fill)

nm - memory modify (constant address)

printenv- print environment variables

protect - enable or disable FLASH write protection

reset - Perform RESET of the CPU

saveenv - save environment variables to persistent storage

setenv - set environment variables

setexpr - set environment variable as the result of eval expression

showvar - print local hushshell variables

source - run script from memory

test - minimal test like /bin/sh

true - do nothing, successfully

version - print monitor, compiler and linker version

起動系やメモリ操作系が充実してますね。

なんの意味があるのかは正直わからないのですが、こんな感じに2つu-bootを使い分けているようです。

また、通常起動時に

Start Boot Setup ...

---------------LOAD NORMAL FW TABLE ---------------

[INFO] fw desc table base: 0x00620000, count: 11

Normal boot fw follow...

Kernel:

FW Image to 0x03000000, size=0x00fe6600 (0x03fe6600)

FW Image fr 0x02a25400

DT:

FW Image to 0x01f00000, size=0x0000f7b4 (0x01f0f7b4)

FW Image fr 0x026b0200

ROOTFS:

FW Image to 0x02200000, size=0x00400000 (0x02600000)

FW Image fr 0x0460ba00

Audio FW:

FW Image to 0x01b00000, size=0x00335160 (0x01e35160)

FW Image fr 0x026f0200

こういう表示が出てきますが、実はどれか1つでもチェックサムが合わないとそこで中断し、LOAD GOLD FW TABLEという表示を出しながらバックアップ用のシステムが起動してきます。

(写真from友人)

ここで起動するGOLD FWは後述するzidooのrescueとそっくりです。もしかしたら同じなのかもしれません。

あとローダーに入りにくいので5秒待つようにしときましょう。

Realtek> env set bootdelay 5

Realtek> env save

Saving Environment to FACTORY...

[ENV] Writing to Factory...

[FAC] factory_save: MMC

[FAC] Save to eMMC (blk#:0x1100, buf:0x07000000, len:0x21e00)

[FAC] Save to eMMC (seq#:0xaa, pp:0)

done

ブートローダはこんなもんかな、次～

2,カーネル

とりあえずこいつではLinux 4.1.17のAndroidが動いています。

別のシステム動かねえかな～と、構成が比較的似ていてSoCが同じなZidoo X9Sのリカバリを動かしてみることにしました。

第一ブートローダーのgoruというコマンドが気になったからです。

https://www.zidoo.tv/Support/downloadList/target/rRwtRFydZ4xKKmVViAFMcQ%3D%3D.html

スクショがめんどいので載せませんが結果Zidooのリカバリ入USBメモリからOpenWRTというホスト名でレスキュー用のLinuxが起動しました。

またこれも4.1.17でした。RTD1295がサポートされた4.1.17がRealtekとかから入手できるんじゃないかなぁと思います。

一応他のカーネルが動くなら自分でビルドしたのも動くのかなっていうことで5.0.9で試してみました。

ちょっと前にRTD1295サポートが入っており、Zidoo X9sのデバイスツリーもあります。

適当にRTD1295サポートを入れてビルドしたものをZidooのレスキューUSBメモリに入れ、第一ローダーで

usb start

fatload usb 0 0x01f00000 /rescue.emmc.dtb

fatload usb 0 0x03000000 /Image.gz

fatload usb 0 0x02200000 /initramfs-linux.pad.img

b2ndbc

setenv bootargs "earlycon=uart8250,mmio32,0x98007800 console=ttyS0,115200n8 initrd=0x02200000,0x7F0000 root=PARTUUID="19ca1100-01" rw rootwait rootfstype=ext4 init=/sbin/init devtmpfs.mount=1 debug"

booti 0x03000000 - 0x01f00000

こうすることでとりあえず起動します。（※ramdiskやArchについては後述）

あとrescue.emmc.dtbだとメモリが500MB弱しか認識されません。android.emmc.dtbだと1.6GBになります。

systemdも動いていい感じ～と思いきや、USBドライバやSATAドライバが入っていないためルートデバイスをみつけることができませんでした。

3,Archをインストール

(上の続き)ならZidooカーネルならどうやと試したところ…

動きました！

debugつけてるのでコンソールが忙しいですが、とりあえずsystemdが1で起動しているのでsystemctlとかも使い放題です。

ZidooカーネルはSATAをサポートしているのでHDDをルートデバイスにできます。ほぼパソコンです。

というわけで、Archのインストール方法なのですが、ほぼ

https://archlinuxarm.org/platforms/armv8/generic

のままやるだけです。というかルートデバイスについてはこのままやってOKです。

問題はramdisk。

普通にarchlinuxarmのbootの中にあるinitramfs-linux.imgを読み込んだだけだと

Initramfs unpacking failed: junk in compressed archive

と言われて展開に失敗します。

~~どうも0x1000バイトずつ読んでいるようで、その間は終端文字の後であってもゴミは許されないようです。~~

~~適当にddで後方を埋めときましょう。~~

~~initrd=0x02200000,0x7F0000と指定したなら終端から8Mのところまで埋めとくと確実でよいです。~~

dd if=initramfs-linux.img of=initramfs-linux.pad.tmp

14262+1 records in

14262+1 records out

7302635 bytes (7.3 MB, 7.0 MiB) copied, 0.155887 s, 46.8 MB/s

//上の7302635をseekに

dd if=/dev/zero of=initramfs-linux.pad.tmp bs=1 count=10485760 seek=7302635

dd if=initramfs-linux.pad.tmp of=initramfs-linux.pad.img bs=512 count=16384 //8Mジャスト切り出し

~~スマートとは言い難いやり方ですがこれしか思いつきませんでした…~~

→すいません、rootでHDDを指定してinit=/sbin/initにすれば普通に動きました…

early-hook等を使用しない場合はramdiskにこだわらなくてもいいと思います。

あとはZidooのカーネルを使って起動すれば動いてくれます

usb start

fatload usb 0 0x01f00000 /rescue.emmc.dtb

fatload usb 0 0x03000000 /emmc.uImage

fatload usb 0 0x02200000 /initramfs-linux.pad.img

b2ndbc

setenv bootargs "console=ttyS0,115200n8 initrd=0x02200000,0x7F0000 root=PARTUUID="00065d92-01" rw rootwait rootfstype=ext4 init=/sbin/init selinux=0 nmi_watchdog=0 devtmpfs.mount=1"

booti 0x03000000 - 0x01f00000

が！！

~~最初に書いたとおりネットワークがまともに動いてくれません。~~

~~具体的に言えばdhcpcdでアドレスを取得しようにも192.168.255.20/24のアドレスを取得してしまい(どの携帯のUSBテザリングでもこうなります。)~~

~~手動で設定してもパケットが通りません。またネットワークを使おうとするたびSELinuxの警告が出てきます。多分Enconfigになってるんじゃないかな…~~

→違いました。Qua Station内蔵LTEモデムがusb0として認識されてたみたいです。なので携帯のテザリングが認識されていなかったようです

ドライバをビルドできる環境がほしいです。

しかし、zidooの/system/vendor/modulesを見ていたところ、RTL8192EEとRTL8812AEのドライバを発見しました。

lspci

0000:00:00.0 Network controller: Realtek Semiconductor Co., Ltd. RTL8192EE PCIe Wireless Network Adapter

0001:01:00.0 Network controller: Realtek Semiconductor Co., Ltd. RTL8812AE 802.11ac PCIe Wireless Network Adapter (rev 01)

適当にコピーしてinsmodしてみると…

ip link

1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN mode DEFAULT group default

link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

2: eth0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state DOWN mode DEFAULT group default qlen 1000

link/ether 08:6a:0a:b8:31:10 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

3: usb0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP mode DEFAULT group default qlen 1000

link/ether 42:d4:62:a4:c1:3b brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

4: wlp0s0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN mode DORMANT group default qlen 1000

link/ether 00:e0:4c:87:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

5: wlan1: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP mode DORMANT group default qlen 1000

link/ether 02:e0:4c:87:00:00 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

6: wlP1p1s0: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN mode DORMANT group default qlen 1000

link/ether 42:6a:f4:be:09:93 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

7: wlan2: <NO-CARRIER,BROADCAST,MULTICAST,UP> mtu 1500 qdisc mq state DOWN mode DORMANT group default qlen 1000

link/ether 76:aa:ff:b0:2f:6f brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

無事Wi-Fiが認識されました

rtk-btusb.koをinsmodすればBluetoothも使えるんじゃないですかね、試してないのでわかりませんが

そして、今の僕の環境、実はArchLinuxARM-aarch64-latest.tar.gzではなくpacstrapで作ったものなのでNetworkManagerもついでに入ってます。

→pacstrapでaarch64用のシステムを作る

なのでsystemctlでNetworkManagerを立ち上げたあとnmcliで設定すると…

https://qiita.com/youyo_/items/376503446135c0dd3da7

無事にネットに繋がりました！

しかしAndroidのCONFIG_ANDROID_PARANOID_NETWORKのせいでグループに所属していないとソケット通信とかができません

https://stackoverflow.com/questions/36451444/what-can-cause-a-socket-permission-denied-error

こんなんで屈する訳にはいかないのでauにOSS開示のメールを送ってみました。

とりあえず宿題でもやりながら待ちたいと思います。宿題多すぎてキレそう(どうでもいい)

EMMCを使った自動起動はauからカーネルソースをもらってからやろうと思いますが、USBメモリを使った自動起動だとbootcmdをちょっといじるだけでできてお手軽です。

env set bootcmd "usb start;fatload usb 0 0x01f00000 /android.emmc.dtb;fatload usb 0 0x03000000 /emmc.uImage;fatload usb 0 0x02200000 /initramfs-linux.pad.img;env set bootargs console=ttyS0,115200n8 initrd=0x02200000,0x7F0000 root=PARTUUID=00065d92-01 rw rootwait rootfstype=ext4 init=/sbin/init selinux=0 audit=0 nmi_watchdog=0 devtmpfs.mount=1;env set bootcmd 'booti 0x03000000 - 0x01f00000';b2ndbc"

env save

ここまでくれば(ひと手間かかりますが)ほぼサーバーですね！

Androidの上にchrootで寄生していたときより圧倒的に使いやすいです。

(いつもの)

ちなみに電源管理も一応出来てるみたいで再起動もちゃんとできます。ただ電源を切ると一回プラグを抜くまで動きません…(仕様..?)

4,最後に

えーというわけで未完成です。~~auからの返事を待ちたいと思います。~~

#2019/5/31追記

書き忘れてましたが、auからカーネルソースを送ってもらえました。

https://github.com/Haruroid/linux-kernel-kts31

僕は今テスト期間なので何もできませんが終わったらなんかやろうと思ってます。5.1に移植とか…

にしてもカスタマイズされたカーネルっていうのはどれも面倒くさいですね…

SC-03Eのときもそうでしたが特定のオプションをオンにしないとビルドできないとか余裕であります…

https://drive.google.com/file/d/1U_OucdZhlmwdZV7v_Yzlm_NUTqGU_a7L/view

もらったDVDの生ISOはこちらです。Android側のものがいろいろ入ってます。

#追記終わり

でもなんでzidooもカーネルを開示してないんですかね、Realtekてそういう契約するところだっけ、よく知らないのでわかりません

ちなみにおまけとして書いとくと、

Normal boot fw follow…
Kernel:
FW Image to 0x03000000, size=0x00fe6600 (0x03fe6600)
FW Image fr 0x02a25400
DT:
FW Image to 0x01f00000, size=0x0000f7b4 (0x01f0f7b4)
FW Image fr 0x026b0200
ROOTFS:
FW Image to 0x02200000, size=0x00400000 (0x02600000)
FW Image fr 0x0460ba00
Audio FW:
FW Image to 0x01b00000, size=0x00335160 (0x01e35160)
FW Image fr 0x026f0200

のとおりmmcblk0から

dd if=/dev/mmcblk0 of=./some.img bs=1 skip=(FW Image fr:のアドレスを10進にしたもの) count=(size=を10進にしたもの)

で各イメージを吸い出せます。

最初これのカーネルとdtbで試してたのですが、ウォッチドッグがどうしても止まらず、30秒付近で強制再起動されてました。

Android側に習って(Androidの)/initをwatchdogdとして起動したりしてみたのですがだめでした

ではでは～