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Je vous vois venir ! Quelle idée de vouloir construire sa propre image ? Alors même que Raspberry fourni un OS ET un utilitaire permettant de créer des cartes SD « bootables » rapidement et quasi sans douleur !

TL;DR

Pour les opérations à suivre utilisez une Debian Bulleyes (de préférence VM)

1. Récupérer le dépôt avec les outils pour construire l'image;

   git clone --recursive https://salsa.debian.org/raspi-team/image-specs.git
   cd image-specs

2. Installer les différents paquets nécessaires à l'opération;

   apt install -y vmdb2 dosfstools qemu-utils qemu-user-static debootstrap binfmt-support time kpartx bmap-tools python3
   apt install -y fakemachine

3. Construire l'image (Pour l'exemple à destination d'un Raspberry Pi 4): make raspi_4_bullseye.img;
4. Écrire cette image sur une carte SD: dd if=raspi_4_bullseye.img of=/dev/XXX bs=64k oflag=dsync status=progress.

Mise en contexte

Oui mais…

Avant d'aller plus loin il faut savoir que nous utilisons en interne plusieurs Raspberry Pi afin de faire tourner des services qui nous permettent de piloter la gestion du réseau local de nos bureaux et/ou d'y fournir des services basiques et non critiques (Serveurs DNS locaux, VPN, métriques, monitoring…).

Nous avons également une petite flotte de ces machines qui nous permettent d'aller enseigner « quelques trucs » à des étudiants (du réseau, du provisioning, linux…) en se reposant dessus.

Alors bien évidemment le besoin ne tombe pas du ciel, et même si l'exercice reste formateur et amusant (si, si) le but n'est bien évidemment pas « juste ludique ». Raspberry Pi OS a en fait ses limites, particulièrement lorsqu'on va l'utiliser sur d'anciens Raspberry Pi (notamment des 2 ou précédents).

Pour terminer il faut savoir que Raspbian (dérivé de Debian) a été créé en premier lieu parce que jusqu'à 2018 il n'était pas possible de démarrer un kernel linux sur Raspberry Pi mais également parce que Raspbian arrivait avec des composants non libres contraires à la philosophie Debian.

Pourquoi reconstruire et pourquoi Debian ?

• En tout premier lieu parce que nous avons besoin d'avoir accès facilement à certains paquets non disponibles sur Raspberry Pi OS dans les versions dont nous avons besoin;
• En second lieu parce que l'intégration de dépôts externes sur une base Raspberry Pi OS est parfois assez chaotique, notamment dû aux différentes architectures utilisées par les processeurs ARM des Raspberry Pi et de leur disponibilité (ou pas) dans ces mêmes dépôts.

On se retrouve notamment par défaut (il est possible d'aller chercher d'autres versions d'OS dans l'utilitaire de création d'images) avec une version de Raspberry Pi OS commune à toutes les versions et donc 32 bits…

Pour rappel les premières architectures 64 bits des Raspberry Pi sont arrivées avec la version 3. Debian fait le choix de coller exactement aux différentes archi, mais au prix d'une image pour chacune, celles-ci sont d'ailleurs disponibles ici.

Il existe d'autres versions d'OS disponibles en version serveur ou desktop (Ubuntu, Manjaro…) mais comme nous utilisons les roles Ansible du projet Manala pour provisionner l'ensemble de nos machines et afin d'assurer au maximum la compatibilité (et nous éviter de la maintenance), nous préferons rester cohérents et utiliser Debian.

Pour terminer, les images pré-construites Debian peuvent carrément faire l'affaire mais certains choix de configuration ne nous vont pas et nous avons besoin que nos images soient prêtes à être « provisionnées » et donc disposer:

• de certains paquets;
• de comptes utilisateurs spécifiques;
• et bien évidemment de nos clés SSH pour l'authentification.

Pré-requis

Ils sont peu nombreux, tant la construction d'images est rendue très simple par les contributeurs à la version Raspberry Pi de Debian.

Vous aurez besoin:

• D'une Debian Bullseye (de préference une machine virtuelle, histoire de garder propre notre machine de travail);
• De récupérer le dépôt contenant les outils https://salsa.debian.org/raspi-team/image-specs;
• D'un peu de temps.

Let's go !

En tout premier lieu, une fois sur votre VM Debian Bullseye, on clone le répertoire d'outils:

git clone --recursive https://salsa.debian.org/raspi-team/image-specs.git
cd image-specs

Nous aurons également besoin de quelques paquets pour la construction:

apt install -y vmdb2 dosfstools qemu-utils qemu-user-static debootstrap binfmt-support time kpartx bmap-tools python3
apt install -y fakemachine

Le fichier makefile fournit vous permet ensuite, au choix:

• De construire une image spécifique à votre Raspberry Pi en utilisant une configuration par défaut:

  make raspi_<model>_<release>.img

  • <model> vaut pour la version de votre Raspberry (1,2,3 ou 4 avec 1 utilisé pour les versions Pi 0, 0w and 1);
  • <release> pour la version de Debian que vous souhaitez construire.

  Dans notre cas une Bullseye pour un Raspberry Pi 2: make raspi_2_bullseye.img

• De construire une image spécifique à partir de VOTRE configuration (et c'est ce choix qui nous intéresse)

Configuration de l'image

Alors bien évidemment nous ne partirons pas d'une page blanche mais du fichier de configuration généré par l'outil grâce à la commande:

make raspi_2_bullseye.yaml

Nous obtenons un fichier de configuration par défaut (celui utilisé pour la construction de l'image avec la commande précédente). Il est possible de l'éditer directement mais préférable de le nommer différemment histoire de ne pas malencontreusement écraser nos prochaines modifications en rejouant la commande précédente.

cp raspi_2_bullseye.yaml rix_raspi_2_bullseye.yaml

En ce qui nous concerne nous y opérerons plusieurs modifications:

• L'ajout d'un compte utilisateur non privilégié:

- chroot: tag-root
    shell: |
      useradd -g100 -Gsudo -m -s /bin/bash rix

• L'ajout des clés publiques SSH

- create-dir: /home/rix/.ssh
    uid: 1000
    gid: 100

- create-file: /home/rix/.ssh/authorized_keys
    contents: |+
      ssh-ed25519 AAAAC3XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

• L'ajout des droits sudo à notre utilisateur

- create-file: /etc/sudoers.d/rix-default
    contents: |+
      rix ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL

• La suppression de la connexion root locale sans mot de passe.

- # Allow root logins locally with no password
- sed -i 's,root:[^:]*:,root::,' "${ROOT?}/etc/shadow"

Construction de l'image

Une fois l'ensemble de nos instructions ajoutées à notre fichier nous pouvons démarrer la construction de notre image:

vmdb2 --rootfs-tarball=rix_raspi_2_bullseye.tar.gz --output \
rix_raspi_2_bullseye.img rix_raspi_2_bullseye.yaml --log rix_raspi_bullseye.log

Cette commande devrait nous donner en sortie 3 fichiers:

• Un fichier de logs rix_raspi_bullseye.log
• Un fichier image rix_raspi_2_bullseye.img
• Un fichier image compressé rix_raspi_2_bullseye.tar.gz

Installation de l'image

L'installation de l'image est ensuite assez standard, une fois votre carte SD montée:

• Soit via bmaptool à partir de l'image compressée;

bmaptool copy rix_raspi_2_bullseye.tar.gz /dev/mmcblk0

• Soit via un bon vieux dd:

dd if=rix_raspi_2_bullseye.img of=/dev/XXX bs=64k oflag=dsync status=progress

Vous voilà paré·e·s pour déployer du Raspberry Pi en série sur une base Debian !

Pour aller plus loin

Sources:

• https://wiki.debian.org/RaspberryPi
• https://wiki.debian.org/RaspberryPiImages
• https://raspi.debian.net/
• https://vmdb2.liw.fi/