NanoPi R4S上手 & 安装Arch Linux ARM

前两天下单了个Nano Pi R4S，4G内存的版本。通常情况下这玩意别人都把他当软路由用，但是今天咱收到货后想了一会拍大腿一寻思这玩意不就是个ARM架构的小电脑嘛~

所以咱暂时先不打算给这玩意装OpenWRT或 *WRT这类的路由器系统了，而是把它当成一个超小号的带俩网口的mini主机折腾。

开箱

USB 3.0、SD卡插槽以及三脚架接口

供电接口和网口

正面

拆解

咱收到货后第一件事就是找螺丝刀和塑料卡片把这漏油器拆开看看（

主板正面

芯片的布局可以在R4S的商品页面查到，官方Wiki上也有更多关于R4S的介绍。

Arch Linux ARM

在Arch Linux ARM (简称alarm) 官网上没找到对R4S的官方的支持，简单搜了一下armbian有对R4S的官方支持。

因为用惯了滚动更新发行版，所以不想用*bian系统，而*WRT系统的软件包相对其他发行版而言更少一些，系统也相当于被魔改过，所以除了做漏油器之外几乎干不了别的，所以这是我想安装Arch Linux的理由。

然后咱搜到了一篇给NanoPi R2S安装alarm的教程，评论里有人提到了给R4S安装也是可以的。

所以咱大致把这个教程翻译一下，再修改一些R2S和R4S在安装时的区别。

以下内容需结合alarm的 aarch64通用安装教程食用，像更新pacman-key，ssh的密码之类的部分咱就不在这里重复了。

准备SD卡

0. 下载armbian的镜像，下载链接自行谷歌。

   通常下载好的文件是xz格式的压缩文件，需要使用unxz解压成img镜像。

1. 将armbian镜像的bootloader和uboot(32-32767区块的部分)用dd写到SD卡中：

   # Clean the sector before 32
   dd if=/dev/zero of=/dev/sdX bs=1M count=32
   
   # Write uBoot and bootloader
   dd if=Armbian_*.img of=/dev/sdX skip=31 seek=31 bs=512 count=32736
   

   其实可以直接用dd把armbian的整个镜像写到内存卡中然后插入R4S开机，第一次开机后他会自动重新给内存卡分区，然后只需把/dev/sdX1格式化成ext4就能安装alarm了。

2. 使用fdisk给内存卡分区并格式化文件系统

   创建分区时先按o创建个MBR分区表，然后按n添加分区。第一个分区的起始区块(sector)需要设置为32768，通常情况下分一个区就够用了，或者你可以像我这样分俩区，一个给swap，不过实际没啥必要。

   Disk /dev/mmcblk1: 29.72 GiB, 31914983424 bytes, 62333952 sectors
   Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
   Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
   I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
   Disklabel type: dos
   Disk identifier: 0x33fc535e
   
   Device         Boot    Start      End  Sectors  Size Id Type
   /dev/mmcblk1p1         32768 53944319 53911552 25.7G 83 Linux
   /dev/mmcblk1p2      53944320 62333951  8389632    4G 82 Linux swap / Solaris
   

   创建完分区后，把root分区mkfs.ext4格式化成ext4，swap分区用mkswap格式化。

3. 解压alarm系统文件到root分区中

4. 复制并替换armbian的/boot中的文件到新建分区的/boot文件夹中。

5. 编辑/boot/armbianEnv.txt，更新rootdev的UUID 使用blkid或者lsblk -o+UUID可以查看UUID，注意是UUID不是PARTUUID。

6. 插电，开机 (此处不会出现五安大电牛)，网线连接R4S的WAN口到路由器的LAN口，第一次开机需要生成SSH Key所以时间会久一些，然后就可以ssh到R4S上去辣。

内核

上述的安装步骤使用的armbian的内核，可以正常开机，但是想用Arch Linux stock aarch64内核的话，得替换一下DTB文件。（DTB文件是啥我目前还不清楚，如果后续弄明白了再更新到博客上吧）

1. ssh到R4S中，安装linux-aarch64。

2. 修改使用的DTB文件：

   cd /boot
   rm dtb
   ln -sf dtbs dtb
   

   编辑armbianEnv.txt，在末尾添加一行fdtfile=rockchip/rk3399-rockpro64.dtb。

   在/boot/dtb/rockchip目录下是可以找到rk3399-nanopi-r4s.dtb文件的，但是目前用这个DTB的话会导致PCIE不能正常工作，导致LAN口无法使用。 dmesg的输出为：

   dmesg | grep pci
   [    0.538310] ehci-pci: EHCI PCI platform driver
   [    0.559708] ohci-pci: OHCI PCI platform driver
   [    2.999933] rockchip-pcie f8000000.pcie: host bridge /pcie@f8000000 ranges:
   [    2.999974] rockchip-pcie f8000000.pcie:      MEM 0x00fa000000..0x00fbdfffff -> 0x00fa000000
   [    2.999987] rockchip-pcie f8000000.pcie:       IO 0x00fbe00000..0x00fbefffff -> 0x00fbe00000
   [    3.000410] rockchip-pcie f8000000.pcie: no vpcie12v regulator found
   [    3.500881] rockchip-pcie f8000000.pcie: PCIe link training gen1 timeout!
   [    3.500944] rockchip-pcie: probe of f8000000.pcie failed with error -110
   

   于是就先用rockpro64的DTB文件了。

3. 创建uBoot镜像和initramfs。

   pacman -S uboot-tools
   mkimage -A arm64 -T ramdisk -n uInitrd -d /boot/initramfs-linux.img /boot/uInitrd-initramfs-linux.img
   ln -sf /boot/uInitrd-initramfs-linux.img /boot/uInitrd
   

   创建个pacman的钩子，在以后更新linux-aarch64的时候自动的重新构建uboot和initramfs。

   在mkdir -p /etc/pacman.d/hooks目录下创建/etc/pacman.d/hooks/initramfs.hook

   [Trigger]
   Operation = Install
   Operation = Upgrade
   Type = Package
   Target = linux-aarch64
   
   [Action]
   Description = Generate uInitrd
   Exec = /usr/bin/mkimage -A arm64 -T ramdisk -n uInitrd -d /boot/initramfs-linux.img /boot/uInitrd-initramfs-linux.img
   When = PostTransaction
   Depends = uboot-tools
   

4. 重启，uname -a输出的应该是新版本的内核了。

   有个细节，用armbian的DTB文件时，开机后SYS LED灯是闪烁的，但是换到rockpro60的DTB文件后只有PWR灯长亮，别的灯都不闪了。

Router

虽然装的是Arch Linux ARM系统，但是这并不代表它不能作为一个路由器使用。

系统默认用的是systemd-networkd管理网络，所以以下内容使用systemd-networkd配置路由器，暂时没遇到问题，如果不行的话我再换别的。

参考: Router - ArchWiki

重命名网络接口

这一步并非必须，但是我有遇到重启系统后网口从eth0变成eth1的情况，所以还是给网口重命个名好一些。

首先移除并备份/etc/systemd/network中原有的配置文件。

cd /etc/systemd/network

# backup config files
mv ./* /root/

获取WAN口的mac地址。

cat /sys/class/net/eth0/address
12:34:56:78:90:ab

创建10-extern0.link，重命名eth0到extern0。

[Match]
MACAddress=12:34:56:78:90:ab

[Link]
Description=WAN
Name=extern0

另一个网口(LAN)在开机时systemd-networkd会自动给他重命名为enp1s0。

WAN口配置DHCP客户端

这里我是把R4S的WAN口接到另一台路由器的LAN上，所以配置的是DHCP客户端。如果你打算直接把路由器接光猫，而且你的猫设置了桥接，那么你可能需要配置PPPOE。

创建20-extern0.network。

[Match]
Name=extern0

[Network]
DHCP=yes

LAN口配置静态IP和DHCP服务器

给LAN口设置成另一个网络的静态IP地址，并配置DHCP服务器，给连接到LAN口的机器分配同一个网络下的其他IP地址。

创建20-enp1s0.network。

[Match]
Name=enp1s0

[Network]
Address=10.0.0.1/24
DHCPServer=true
IPMasquerade=both

[DHCPServer]
PoolOffset=100
PoolSize=100
EmitDNS=yes
# DNS=8.8.8.8

我这个配置是给LAN口设置了静态IP地址10.0.0.1，掩码255.255.255.0，启用了DHCP服务器， 设置了IPv4数据“伪装”(packets forwarded from the network interface will be appear as coming from the local host)。

有关配置文件的参数可以使用man systemd.network查询。

暂时还没搞懂怎么折腾IPv6，如果配置好IPv6的话我再补上……

后续

之后咱装了JDK以及一堆我常用的小组件。为了测试性能，我把我以前备份的Minecraft服务器复制到R4S上跑了一下试试。我的服务器之前是在疼讯云学生主机上跑的(1核2G)，装了好多性能优化插件(lithium，phosphor，carpet…)，版本是1.16.4，抱着尝试的心态跑了一下这个服务器结果发现很流畅，一开始区块加载的时候CPU的6个核心全跑满，之后就恢复到正常水平了。刚才尝试了一下长时间的生成区块貌似没什么大的问题，只要别一直用鞘翅跑图就行，应该是内存够用了所以运行效果要好一些，不过单核性能来讲的话肯定还是X86吊打R4S的。

毕竟这就是半个巴掌大小的机器，跑MC的时候CPU温度才不到50度，应该不需要主动散热，功耗才十多瓦……

MineCraft Server Performance

Arch Linux ARM

参烤链接

• NanoPi R4S
• NanoPi R4S - FriendlyELEC WiKi
• Installing Arch Linux AArch64 on the NanoPi R2S
• Generic AArch64 Installation | Arch Linux ARM
• Router - ArchWiki
• systemd-networkd - ArchWiki
• systemd.network(5) — Arch manual pages
• 在 NanoPi R2S 上安装 Archlinuxarm - 知乎