Windows Dev Kit 2023(WDK2023) 安装Linux (Ubuntu 23.04)操作系统（附镜像）
背景
笔者最近对高通平台的Windows on ARM方案感兴趣，因为之前玩过ARM服务器都是ACPI结构的，可以自由安装操作系统，这次想看看ARM版的windows平台有什么特别之处。由于笔者想买的时候官网已经没货了，所以最后闲鱼二手捡了个垃圾，成色一般，不过就开发来说的话，便宜就行，外观还是其次的。
划痕比较多，可以看到成色非常一般，预装了windows 11 ARM版。
WDK2023的配置如下：
CPU：高通骁龙Snapdragon 8cx gen 3 处理器，8个核心，包含4个Cortex X1超大核和4个Cortex A78大核。
内存： 32G LPDDR4X
硬盘： 512GB NVME SSD
机器出厂已经预装windows，大致使用了一下，由于微软在ARM版windows中也开发了类似ARM版Mac中的Rosetta的系统功能，自动对x86指令集进行翻译，基本可以做到无缝运行x86的windows应用，日常办公也无问题，接下来开始整活。
给WDK2023安装Ubuntu 23.04尝试
为什么会选择把windows的ARM机器安装成Linux呢，主要还是好奇，想看看这台机器的ACPI固件是否强大到可以支持所有操作系统，如果可以那就厉害了。不过经过一番尝试，测试了启动Ubuntu/Debian/Armbian这些操作系统的usb installer镜像，均无法成功启动，一直卡在Boot a command list界面，经过一番搜索，发现很多人都碰到了这个问题，原因似乎在于高通的ACPI固件对操作系统支持不完全，目前仅能支持启动windows 11 ARM版，在安装Linux操作系统这个问题上，大家都碰到了一些困难。
不过好在Thinkpad X13s这台联想笔记本，使用的是相同的平台，之前Armbian已经支持安装在这台笔记本上，因此有一些参考价值，从Armbian的X13s镜像的grub配置中可以了解到，如果要在高通8cx平台上运行Linux，目前只能以设备树方式启动。
也就是说，类似的如果要在Windows dev kit 2023上启动，应该也应该使用这个方式，不过可惜的是，Thinkpas X13s的Armbian镜像，并不能直接在Windows Dev kit 2023上启动，内核启动到一半就直接黑屏卡死了，google搜索了一圈，发现目前网上并不能下载到直接就能启动的镜像，因此，笔者参考了一些资料，最终成功制作出了可以在windows dev kit 2023上启动的Ubuntu 23.04镜像。
主要参考的步骤：
https://github.com/chenguokai/chenguokai/blob/master/tutorial-dev-kit-linux.md
以及为WDK2023适配过的内核源码：
https://github.com/merckhung/linux_ms_dev_kit
为什么选择23.04镜像？因为Ubuntu 23.04镜像的内核版本为6.3，和WDK2023适配使用的内核源码版本一致，为了避免问题，使用了内核源码版本相同的发行版。
接下来记录一下制作过程。
制作WDK2023可用的Ubuntu 23.04镜像
获取并编译内核源码
先clone编译好内核源码，备用。
git clone --depth=1 https://github.com/merckhung/linux_ms_dev_kit -b ms-dev-kit-2023-v6.3.0
如果你和我一样在x86_64机器上编译的话，还需要安装交叉编译工具链（以ubuntu 22.04为例）：
sudo apt install -y gcc-aarch64-linux-gnu binutils-aarch64-linux-gnu
然后编译内核：
cd linux_ms_dev_kit
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- mrproper
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- devkit_defconfig
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- menuconfig #选上General Setup->Initfamfs source file(s)
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j8
由于Ubuntu系统需要Initramfs支持，所以在第三步menuconfig的时候要增加选中在General Setup->Initfamfs source file(s)这一项。（默认config没有选）
编译完成之后先不安装，等准备好文件系统以后再安装内核。
制作可启动的Ubuntu文件系统镜像
由于之前参考的文章使用的是在wdk2023上的windows中使用WSL将文件系统直接写到本机磁盘的，由于我不打算在WDK2023上操作，我打算直接在本机Ubuntu上制作镜像后刻入U盘使用U盘启动。接下来的过程就和原文不同了，过程如下：
创建空的磁盘镜像
新建镜像文件，如果只需要CLI界面，4G就够，如果需要安装桌面环境则需要8G：
dd if=/dev/zero of=bootdisk.img bs=1M count=8192
使用cgdisk对新建的boot镜像进行分区（注意因为wdk使用的是uefi固件，只能从GPT磁盘启动，因此这里要用cgdisk创建GPT分区表）：
cgdisk bootdisk.img
分区大家可以参考我的，就是1个256MB的EFI分区，剩下的全部分配给/根分区，如下图
然后使用kpartx工具挂载镜像：
sudo kpartx -a -s -v bootdisk.img
成功的话此时会输出挂载以后每个分区的loop设备：
add map loop22p1 (253:0): 0 524288 linear 7:22 2048
add map loop22p2 (253:1): 0 16250847 linear 7:22 526336
以上输出的loopxxx的设备名称具体不同机器可能有所不同，接下来给每个分区创建文件系统并挂载：
sudo mkfs.vfat /dev/mapper/loop22p1 #efi分区格式化为vfat
sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop22p2 #根分区格式化为ext4
sudo mount /dev/mapper/loop22p2 /mnt #挂载根分区
接下来的步骤就和参考文章中的一样了，使用debootstrap将ubuntu文件系统安装到/mnt：
sudo apt install -y debootstrap #如果没安装的话安装一下debootstrap工具
sudo debootstrap --arch arm64 lunar /mnt http://ports.ubuntu.com/ubuntu-ports #安装Ubuntu根文件系统
接下来经过漫长的等待安装完成即可。
安装内核和设备树
文件系统准备完毕，接下来就可以安装内核了，进入之前编译内核的文件夹：
cd linux_ms_dev_kit/
sudo make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- INSTALL_PATH=/mnt/boot install #安装内核镜像
sudo make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- INSTALL_MOD_PATH=/mnt modules_install #安装内核模块
sudo cp arch/arm64/boot/dts/qcom/sc8280xp-microsoft-dev-kit-2023.dtb /mnt/boot #安装设备树
添加一些必要的软件包
默认的根文件系统安装的只是系统运行必要的包，属于最小安装，为了方便后续使用和调试，我们最好继续安装一些必要的软件包，那么如何在已经安装完的根文件系统中继续安装呢？可以使用systemd-nspawn工具创建一个虚拟root环境，这个工具会帮助处理网络和其他设备的绑定，比chroot要方便，不过笔者是在x86-64的Ubuntu上安装arm64版本的Ubuntu，因此需要先安装qemu-user-static才能运行arm64的程序：
sudo apt install -y qemu-user-static
sudo mkdir /mnt/boot/efi #创建efi目录
sudo mount /dev/mapper/loop22p1 /mnt/boot/efi #挂载efi分区
sudo systemd-nspawn --quiet --notify-ready=yes --register=yes --bind-ro="/etc/resolv.conf" --machine="lunar" --directory="/mnt/" #进入chroot虚拟环境
运行以上命令后，就可以进入之前安装完毕的/mnt的虚拟环境，接下来的工作在虚拟环境中操作。
apt update
apt install -y linux-firmware #安装必要的固件
apt install -y grub-efi-arm64 #安装grub引导器
apt install -y ubuntu-desktop #桌面环境（可选）
apt install -y openssh-server bash-completion network-manager net-tools vim nano #安装一些实用工具(可选)
systemctl enable ssh.service #如果安装了openssh-server就启用一下服务
添加GPU固件
骁龙8cx gen 3的GPU是adreno 690，由于比较新，固件在linux-firmware里面没有，需要将Thinkpad X13s的对应固件添加到/usr/lib/firmware/qcom目录中：
对应的固件可以在这个仓库里找到：https://github.com/cenunix/x13s-firmware
cd /usr/lib/firmware/qcom
wget https://github.com/cenunix/x13s-firmware/raw/main/a690_gmu.bin
mkdir -p sc8280xp/MICROSOFT/DEVKIT23
cp -r sc8280xp/LENOVO/21BX/* sc8280xp/MICROSOFT/DEVKIT23/
添加用户
useradd -m -g users -s /bin/bash ubuntu #添加ubuntu用户
usermod -a -G sudo ubuntu #给ubuntu用户加入sudo组
passwd ubuntu #设置一下密码
生成initramfs
update-initramfs -c -k 6.3.0+
运行完成后会在/boot/目录下生成对应内核的initrd.img
安装引导器并修改引导选项
由于systemd-nspawn无法访问/dev/loop22设备，所以安装引导器只能手动bind /dev目录进行chroot才行。
exit #退出虚拟环境
#接下来在主机上操作
sudo mount -o bind /dev /mnt/dev
sudo mount -o bind /proc /mnt/proc
sudo mount -o bind /sys /mnt/sys
sudo chroot /mnt
#接下来进入了chroot环境
grub-install --target=arm64-efi --efi-directory=/boot/efi/ --boot-directory=/boot/ --bootloader-id=Ubuntu /dev/loop22 --recheck #安装grub引导器
update-grub #生成grub配置文件
exit #退出chroot环境
grub-install安装过程会报warning: EFI variables cannot be set on this system. 因为我们在安装时是从U盘启动，不需要将引导项添加到UEFI环境变量中，因此可以忽略这条错误。
update-grub之后就会爱/boot目录下生成/boot/grub目录，我们还需要修改一下grub.cfg，加入MDK2023所需要的内核cmdline参数和设备树加载命令。
退出虚拟环境后，修改/mnt/boot/grub/grub.cfg文件，作如下修改：
删除### BEGIN /etc/grub.d/30_os-prober ###和### END /etc/grub.d/30_os-prober ###中间的内容，因为我们在chroot环境中安装，os-prober会检测到主机的操作系统，这个是对我们没有用的，应该删除。
修改3条menuentry的内容，修改每个menuentry中的linux那一行，按照之前参考的github文章修改，并在initrd下方加上devicetree的加载命令，最终修改成下面的样子：
menuentry 'Ubuntu' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-simple-5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea' {
recordfail
load_video
gfxmode $linux_gfx_mode
insmod gzio
if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
insmod part_gpt
insmod ext2
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea
linux /boot/vmlinuz-6.3.0+ root=UUID=5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea ro clk_ignore_unused efi=novamap earlycon=efifb iommu.strict=0 pd_ignore_unused mitigations=off
initrd /boot/initrd.img-6.3.0+
devicetree /boot/sc8280xp-microsoft-dev-kit-2023.dtb
}
submenu 'Advanced options for Ubuntu' $menuentry_id_option 'gnulinux-advanced-5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea' {
menuentry 'Ubuntu, with Linux 6.3.0+' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-6.3.0+-advanced-5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea' {
recordfail
load_video
gfxmode $linux_gfx_mode
insmod gzio
if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
insmod part_gpt
insmod ext2
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea
echo 'Loading Linux 6.3.0+ ...'
linux /boot/vmlinuz-6.3.0+ root=UUID=5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea ro clk_ignore_unused efi=novamap earlycon=efifb iommu.strict=0 pd_ignore_unused mitigations=off
echo 'Loading initial ramdisk ...'
initrd /boot/initrd.img-6.3.0+
echo 'Loading devicetree blob /boot/sc8280xp-microsoft-dev-kit-2023.dtb ...'
devicetree /boot/sc8280xp-microsoft-dev-kit-2023.dtb
}
menuentry 'Ubuntu, with Linux 6.3.0+ (recovery mode)' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os $menuentry_id_option 'gnulinux-6.3.0+-recovery-5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea' {
recordfail
load_video
insmod gzio
if [ x$grub_platform = xxen ]; then insmod xzio; insmod lzopio; fi
insmod part_gpt
insmod ext2
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea
echo 'Loading Linux 6.3.0+ ...'
linux /boot/vmlinuz-6.3.0+ root=UUID=5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea ro single nomodeset clk_ignore_unused efi=novamap earlycon=efifb iommu.strict=0 pd_ignore_unused mitigations=off
echo 'Loading initial ramdisk ...'
initrd /boot/initrd.img-6.3.0+
echo 'Loading devicetree blob /boot/sc8280xp-microsoft-dev-kit-2023.dtb ...'
devicetree /boot/sc8280xp-microsoft-dev-kit-2023.dtb
}
}
最后保存即可。
添加fstab
由于debootstrap安装的文件系统缺少fstab，我们需要手动修改fstab：
修改/mnt/etc/fstab文件，参考下方修改，UUID需要替换为分区实际的uuid，参考/dev/disk/by-uuid下的内容。
# /etc/fstab: static file system information.
#
# Use 'blkid' to print the universally unique identifier for a
# device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices
# that works even if disks are added and removed. See fstab(5).
#
# <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
# / was on /dev/sda1 during installation
UUID=5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea / ext4 errors=remount-ro 0 1
UUID=912C-E9CA /boot/efi vfat defaults 0 2
都完成之后，卸载镜像即可：
sudo umount -R /mnt/test
sudo kpartx -d bootdisk.img
sudo losetup -d /dev/loop22
接下来就可以使用dd命令或者balenaEtcher(windows系统)工具将制作好的bootdisk.img写入U盘了。
启动镜像
插上U盘，按住WDK上的Boot to UEFI（圆形）和电源键开机进入Surface UEFI设置界面，Boot configuration中选择USB Storage启动。
正常情况下，此时应该就可以正常启动进Ubuntu了，如果装了desktop的话，现在应该能看到图形界面：
登录以后就可以先连接一下wifi，如果没有安装ubuntu-desktop可以使用network-manager中的nmcli命令连接网络，或者直接插上网线，这样就方便接下来可以通过网络ssh连接机器完成后续的安装。
安装Ubuntu 2023到内部的NVME硬盘
仅仅通过U盘启动系统并不是我们的最终目的，因为如果后续还要使用Ubuntu系统，不能每次都插U盘，这样十分不方便，但是由于现在我们没有LiveCD中的安装器，所以只能手动安装，不过也不算特别麻烦，只需要调整一下分区然后直接把U盘中的文件系统写入内部硬盘再安装引导器即可。
调整分区
由于原装的windows已经对内部硬盘进行了分区并创建好efi分区了，我们这里只需要重新格式化并将Ubuntu文件系统写入即可：
sudo mkfs.vfat /dev/nvme0n1p1 #格式化EFI分区
sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p3 #格式化windows分区
sudo dd if=/dev/sdb2 of=/dev/nvme0n1p3 #直接用dd将U盘里的Ubuntu系统写到nvme磁盘中
注意，上面的/dev/sdb2硬盘号可能在你的系统中有所不同，需要根据lsblk的结果来判断。
完成之后使用resize2fs将文件系统展开到整个分区大小（否则根分区容量会保持和镜像的大小一样只有8G），然后挂载根分区和efi分区：
sudo e2fsck -yf /dev/nvme0n1p3
sudo resize2fs /dev/nvme0n1p3
sudo mount /dev/nvme0n1p3 /mnt
sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/boot/efi
修改安装完成之后文件系统的fstab，因为nvme磁盘分区的uuid和U盘中不同，需要同时调整fstab，根据/dev/disk/by-uuid的内容修改fstab:
将/mnt/etc/fstab修改为：
# /etc/fstab: static file system information.
#
# Use 'blkid' to print the universally unique identifier for a
# device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices
# that works even if disks are added and removed. See fstab(5).
#
# <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
# / was on /dev/sda1 during installation
UUID=5bee697a-24e3-4e77-8875-29872732fbea / ext4 errors=remount-ro 0 1
UUID=A8D5-6984 /boot/efi vfat defaults 0 2
修改完成后保存，然后在nvme磁盘上安装引导程序，安装步骤和前面类似，但有一个注意点，为了将引导程序写入UEFI环境变量，此时需要挂载efivarfs，否则会导致无法启动。
sudo mount -o bind /dev /mnt/dev
sudo mount -o bind /proc /mnt/proc
sudo mount -o bind /sys /mnt/sys
sudo chroot /mnt
#接下来在chroot环境中操作
mount -t efivarfs efivarfs /sys/firmware/efi/efivars/ #挂载efivarfs(重要别忘记！)
grub-install --target=arm64-efi --efi-directory=/boot/efi/ --boot-directory=/boot/ --bootloader-id=Ubuntu /dev/nvme0n1 --recheck #安装grub引导器，磁盘要改为nvme磁盘，不要跟前面照抄
exit
sudo umount -R /mnt
此次安装时，因为挂载了efivarfs，因此不会报之前的EFI variables cannot be set on this system这个waring。
由于我们是使用dd安装的，因此根分区UUID不会变，所以grub.cfg可以不用修改。
完成之后拔下U盘重新启动系统，正常情况下此时WDK已经可以正常从内部磁盘启动了，在UEFI界面中可以看到，此时boot选项多出了之前安装的Ubuntu引导器：
之前windows遗留的Windows Boot Manager引导选项没有用了，可以直删掉，启动以后可以看到已经是nvme硬盘上的Ubuntu系统了：
总结
本次折腾验证了高通骁龙8cx gen 3平台的WDK2023可以安装Linux操作系统，但只能以dtb方式启动，总体看来比较麻烦，这个设备还没有进入Ubuntu官方的支持列表，希望后续能有官方支持。
以及如果你觉得麻烦，想直接抄作业的话，我这里也把我制作的镜像放在这里（先解压再写U盘），如果有需要可以自取：
链接：https://pan.baidu.com/s/1NlALpLpkFaZ9d1xU6iPY3A?pwd=4bzd
提取码：4bzd
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