z-turn/linux kernel のビルド

(859d) 更新


電気回路

概要

z-turn ボード用に最新の Linux Kernel (uImage) を自分でコンパイルして インストールするのが目的です。

andreamerello さんのリポジトリに z-turn 用のソースコードがあり、 それを使うことでそこそこ動作するものを作れました。

ただ現状では不具合も多いようで、z-turn 付属のものを置き換えて常用できるところまでは来ていません。

Peta Linux 付属のカーネルではもう少しうまく行っています
>> 電気回路/zynq/Petalinux のビルド

クロスコンパイル環境の整備

電気回路/z-turn/VirtualBox に Debia8 を入れる で用意した VirtualBox 上の Debian を使います。

ツールのインストール

http://blog.kmckk.com/archives/4777624.html を見ながら

LANG:console
### 基本的な開発環境(git と make など)
$ sudo apt-get install git-core build-essential
### make menuconfig のため
$ sudo apt-get install ncurses-dev
### uImage を作成するため
$ sudo apt-get install u-boot-tools

2種類の arm アーキテクチャについて

Debian の arm 用アーキテクチャは armel と armhf の2種類ある

https://www.debian.org/releases/stable/armel/release-notes/ch-whats-new.ja.html

- ARM EABI ('armel')

- ARMv7 (EABI 浮動小数点ハードウェア ABI, 'armhf')

https://japan.xilinx.com/support/documentation/data_sheets/j_ds190-Zynq-7000-Overview.pdf

*Zynq‐7000 All Programmable SoC

- ARM Cortex ‐ A9 ベース

-- ARMv7-A アーキテクチャ

-- 単精度および倍精度のベクター浮動小数点ユニット (VFPU)

浮動小数点付き ARMv7 に対応する armhf を使えば良さそう。

実機のアーキテクチャ名を確認

z-turn 付属の SD カードから立ち上げて、

LANG:console
# gcc -v
 Using built-in specs.
 COLLECT_GCC=gcc
 COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.6/lto-wrapper
 Target: arm-linux-gnueabihf
 Configured with: ../src/configure -v --with-pkgversion='Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5' 
   --with-bugurl=file:///usr/share/doc/gcc-4.6/README.Bugs 
   --enable-languages=c,c++,fortran,objc,obj-c++ --prefix=/usr --program-suffix=-4.6 
   --enable-shared --enable-linker-build-id --with-system-zlib --libexecdir=/usr/lib 
   --without-included-gettext --enable-threads=posix --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.6 
   --libdir=/usr/lib --enable-nls --with-sysroot=/ --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug 
   --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-unique-object --enable-plugin --enable-objc-gc 
   --enable-multilib --disable-sjlj-exceptions --with-arch=armv7-a --with-float=hard 
   --with-fpu=vfpv3-d16 --with-mode=thumb --disable-werror --enable-checking=release 
   --build=arm-linux-gnueabihf --host=arm-linux-gnueabihf --target=arm-linux-gnueabihf
 Thread model: posix
 gcc version 4.6.3 (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5)
$ uname -a
 Linux localhost.localdomain 3.15.0-xilinx #9 SMP PREEMPT Tue May 26 17:26:14 CST 2015 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux
$ dpkg --print-architecture
 armhf

armv7l とか armv7-a というアーキテクチャ名と、 dpkg のアーキテクチャ設定 armhf とが異なるのが気になるけれど、 パッケージとしては armhf がインストールされていることが分かる。

emdebian.org を apt のソースに指定

以下、http://qiita.com/myahal@github/items/fc332e53713df244518f を見ながら クロスコンパイル用のツールチェインをインストールする

LANG:console
$ jed /etc/apt/sources.list.d/crosstools.list
 + deb http://emdebian.org/tools/debian/ jessie main
$ curl http://emdebian.org/tools/debian/emdebian-toolchain-archive.key | sudo apt-key add -
 -bash: curl: コマンドが見つかりません
 gpg: 有効なOpenPGPデータが見つかりません。
$ sudo apt install curl
$ curl http://emdebian.org/tools/debian/emdebian-toolchain-archive.key | sudo apt-key add -

armhf アーキテクチャのパッケージ一覧を読み込む

LANG:console
$ sudo dpkg --add-architecture armhf
$ sudo apt-get update

crossbuild-essential-armhf をインストール

LANG:console
$ sudo apt-get install crossbuild-essential-armhf
 提案パッケージ:
   binutils-doc gcc-4.9-locales binutils-multiarch gcc-4.9-doc libstdc++6-4.9-dbg:armhf libgcc1-dbg:armhf
   libgomp1-dbg:armhf libitm1-dbg:armhf libatomic1-dbg:armhf libasan1-dbg:armhf liblsan0-dbg:armhf
   libtsan0-dbg:armhf libubsan0-dbg:armhf libcilkrts5-dbg:armhf libquadmath-dbg:armhf glibc-doc:armhf locales:armhf
   manpages-dev:armhf libstdc++-4.9-doc:armhf libyaml-shell-perl
$ arm-linux-gnueabihf-gcc --version
 arm-linux-gnueabihf-gcc ( 4.9.2-10) 4.9.2
 Copyright (C) 2014 Free Software Foundation, Inc.
 This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
 warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

適当なソースをコンパイル

LANG:console
$ mkdir arm-hello
$ cd arm-hello
$ cat > hello.c
 #include <stdio.h>
 void main()
 {
   puts("Hello world!");
 }
$ arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hello
$ file hello
 a.out: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-armhf.so.3, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=94a2aefddb7ebe7a244405372693ca3758564470, not stripped

エミュレータで動かす

LANG:console
$ sudo apt-get install qemu-user-static
$ qemu-arm-static ./hello
 Hello world!

実機で動かす

Windows 上で SD カードにコピーして z-turn board で動かす

Windows から見えるパーティションはブート領域で、 z-turn 上では /dev/mmcblk0p1 に来るので、 これをマウントしてホームにコピーし、実行する。

LANG:console
# lsblk
 NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
 mmcblk0     179:0    0   7.4G  0 disk
 |-mmcblk0p1 179:1    0    64M  0 part
 `-mmcblk0p2 179:2    0   7.4G  0 part /
 mtdblock0    31:0    0   512K  0 disk
 mtdblock1    31:1    0   128K  0 disk
 mtdblock2    31:2    0   4.4M  0 disk
 mtdblock3    31:3    0   4.5M  0 disk
 mtdblock4    31:4    0    64K  0 disk
 mtdblock5    31:5    0     6M  0 disk
 mtdblock6    31:6    0   448K  0 disk
# mount /dev/mmcblk0p1 /media/BOOT
 media-BOOT.mount
# cp -r /media/BOOT/arm-hello .
# cd arm-hello/
# file hello
 hello: ELF 32-bit LSB  executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=94a2aefddb7ebe7a244405372693ca3758564470, not stripped
# ./hello
 Hello world!

ちゃんと動いた!

Linux Kernel のビルド

最新ソースから uImage, modules, firmware をビルド&インストールする。

uImage, zImage, vmlinuz の関係

http://fowlrat.hatenablog.com/entry/2014/08/31/011056
http://aoking.hatenablog.jp/entry/2013/09/30/132325

uImage は zImage に

-A arm -O linux -C none -T kernel -a 0x40008000 -e 0x40008000 -n 'Linux-3.16.0'

といったヘッダ情報を付けたもの

zImage は vmlinux から .comment セクションの削除および、シンボルと再配置情報を落としたもの

vmlinux がカーネル自身

vmlinuz は vmlinux を gzip したものにヘッダ情報を追加したもの

andreamerello/linux-zynq-stable を使う

Xilinx のソースが https://github.com/Xilinx/linux-xlnx にあって、 こちらを使う例があちこちに上がっているのですが、Debian 標準のツールチェインと z-turn 専用設定の無い状況ではこちらを動作させることができませんでした。

そこで、FPGA の部屋にて、z-turn 用の dts が置かれていると書いてあった andreamerello さんのリポジトリを使ったところ、初めから z-turn 用設定が 作成されていたため簡単にカーネルをビルドできました。

http://marsee101.blog19.fc2.com/blog-entry-3485.html

ソースツリーを clone する

LANG:console
$ git clone https://github.com/andreamerello/linux-zynq-stable.git
$ cd linux-zynq-stable
$ git branch -a | grep zturn
 remotes/origin/P2016_I03_zturn_rgmii_id
 remotes/origin/z2016-07-zturn-hdmi
$ git checkout remotes/origin/z2016-07-zturn-hdmi
 Checking out files: 100% (22328/22328), done.
 Note: checking out 'remotes/origin/z2016-07-zturn-hdmi'.
 
 You are in 'detached HEAD' state. You can look around, make experimental
 changes and commit them, and you can discard any commits you make in this
 state without impacting any branches by performing another checkout.
 
 If you want to create a new branch to retain commits you create, you may
 do so (now or later) by using -b with the checkout command again. Example:
 
   git checkout -b new_branch_name
 
 HEAD is now at 86f1091... drm/bridge: avoid reading edid when setting mode .. use the one stored in connector struct
$ git log --graph --pretty=format:'%Cred%h%Creset -%C(yellow)%d%Creset %s %Cgreen(%cr) %C(bold blue)<%an>%Creset' --abbrev-commit --date=relative
 * 86f1091 - (HEAD, origin/z2016-07-zturn-hdmi) drm/bridge: avoid reading edid when setting mode .. use the one stored in connector struct (8 months ago) <Andrea Merello>
 * fbcdb6d - drm/bridge: sii902x: fix get edid may fail (8 months ago) <Andrea Merello>
 * e002b07 - DRM: ocdrm: try to apply HW restrictions for DMA burst len (8 months ago) <Andrea Merello>
 * f37a83c - DRM: ocdrm: update pixel format on plane update, instead of crtc update (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 8c024053 - DRM/brige: sii902x: change the edid read procedure to more closely match reference code (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 624c0b0 - drm/bridge: sii902x: make the detect function return the actual number of edid modes (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 801fd51 - DRM/bridge: sii902x: possibly fix device screwing up the I2C bus (8 months ago) <Andrea Merello>
 * d9470bd - DRM: ocdrm: improve mode check (8 months ago) <Andrea Merello>
 * e317dee - drm:sii902x: add basic check for mode depending by variant (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 740b624 - DRM/bridge: add sii902x driver (8 months ago) <Andrea Merello>
 * b5230a3 - DRM: add driver for OpenCores LCD/VGA controller (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 6ec8bef - DRM: axi_adi_hdmi: update for 4.6 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 20c0838 - defconfig: zynq_edl_deconfig: update for 4.6 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 7b634b1 - config: zynq_edl_defconfig: add support for /proc/config.gz (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 4a6fd8f - config: zynq_edl_defconfig (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 22ebc3b - DT: zynq-zturn-myir: enable uart0 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 62fbe8d - config: zynq_edl_defconfig: add IIT sound devices (8 months ago) <Andrea Merello>
 * aa15b8d - sound: add IIT custom driver for gla and group IIT sound drivers in a dedicated subdir (8 months ago) <Andrea Merello>
 * ad2eb06 - sound: soc: Kconfig: enable ssm2518 to be selected in kernel config (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 145575f - USB reset correctly driven by gpio (8 months ago) <Francesco Diotalevi>
 * eeb3b2a - defconfig: enable mcp3422 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 556bf46 - dmaengine: xilinx_dma: don't require dma-channels DT property when multi-channel is false (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 7b5ff65 - dmaengine: xilinx_dma: ensure termination of all pending work before freeing resoruces (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 85d8fe6 - dmaengine: xilinx_dma: no need to reconfigure interrupt so often (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 652909d - dmaengine: xilinx_dma: remove unused var (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 0729f71 - dmaengine: xilinx_dma: fix working on wrong tail segment (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 2e695b8 - dmaengine: xilinx_dma: disable ISR on terminate_all(), and clear pending flags (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 5d8e873 - dmaengine: xilinx_dma: fix error (current descriptor set to zero) after channel reset (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 796e37f - dmaengine: xilinx_dma: avoid completion cb to be called after dma_terminate_all() has been invoked (8 months ago) <Andrea Merello>
 * a007d64 - xilinx_dma: Avoid "scheduling while atomic". (8 months ago) <Jeremy Trimble>
 * 9fa2fa8 - dmaengine: xilinx_dma: try to fixup interleaved mode wrt 5ec63a0 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 7dd0ed2 - dmaengine: xilinx_dma: style fixes (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 54ede0c - xilinx_dma: re-institute use of segment dma_pool (8 months ago) <Jeremy Trimble>
 * 95e6985 - xilinx_dma: Reset channel if unable to halt. (8 months ago) <Jeremy Trimble>
 * 8e2abcd - xilinx_dma: Print status word prior to clearing error mask. (8 months ago) <Jeremy Trimble>
 * 65df81a - xilinx_dma: IrqThreshold set incorrectly, unreliable. (8 months ago) <Jeremy Trimble>
 * dba8d9c - dmaengine: xilinx_dma: mark channel as "idle" when it has been stopped (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 1735726 - dmaengine: xilinx_dma: autodetect whether the HW supports scatter-gather (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 2223719 - dma: Add support for multi channel DMA (8 months ago) <Kedareswara rao Appana>
 * 12cf172 - DT: zynq-zturn-myir: add missing clock-freq prop to i2c0 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 030dcc5 - DT: zynq-zed: fixed serial console (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 4bbd8da - config: updated zynq_edl_defconfig for 4.4.6 (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 9b3c403 - i2c: xiic: fix stuck on transfer timeout (8 months ago) <Andrea Merello>
 * ba6d32e - i2c: Revert "i2c: xiic: Do not reset controller before every transfer" (8 months ago) <Lars-Peter Clausen>
 * 7febb25 - i2c: xiic: Do not reset controller before every transfer (8 months ago) <Shubhrajyoti Datta>
 * 41d2353 - i2c: xiic: move the xiic_process to thread context (8 months ago) <Shubhrajyoti Datta>
 * 4c55186 - i2c: xiic: Remove the disabling of interrupts (8 months ago) <Shubhrajyoti Datta>
 * 6197a22 - Added DAI wrapper for using ssm2518 sound chip (8 months ago) <Francesco Diotalevi>
 * 354e513 - Modifications for having USB disk mass storage fully working (8 months ago) <Francesco Diotalevi>
 * e39a348 - defconfig: enable module build for AXI DMA test (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 43c036a - dmaengine: Added Xilinx DMA test client (8 months ago) <Andrea Merello>
 * fbbeb94 - deconfig: zynq_edl: enable in-kernel build of WiFi stack and WiFi dongle driver (8 months ago) <Andrea Merello>
 * ff33b8a4 - defconfig: zynq_edl: enable DEBUG_FS (8 months ago) <Andrea Merello>
 * a87fcda - defconfig: zynq_edl: enable Xilinx DMA IP (8 months ago) <Andrea Merello>
 * bc9c538 - dmaengine: add Xilinx DMA IP driver (8 months ago) <Andrea Merello>
 * dc4496c - defconfig: zynq-edl: enable ar803x driver (8 months ago) <Andrea Merello>
 * d5878f0 - defconfig: zynq-edl: more clean ups (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 175015c - defconfig: zynq-edl: clean up (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 1ef3316 - defconfig: zynq-edl: add driver for zedboard RTC pmod (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 4744f80 - DT: rename MYIR in zturn-MYIR (8 months ago) <Andrea Merello>
 * b5d5fce - DT: MYIR: fix typo (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 956bb29 - defconfig: zynq_edl: enable LM75, that is used on MYIR board (8 months ago) <Andrea Merello>
 * a9c0ea3 - DT: MYIR: enable temperature sensor (8 months ago) <Andrea Merello>
 * 9c659a0 - defconfig: zynq_edl_defconfig: enable in-kernel G-Sensor for MYIR (8 months ago) <Andrea Merello>
 * d7ce7b0 - defconfig: zynq_edl: add GPIO_BEEPER for MYIR (8 months ago) <Andrea Merello>
 * fc2c988 - DT: MYIR: enable adxl34x G-Sensor (8 months ago) <Andrea Merello>
 * d1f72e2 - DT: add support for z-turn myir board (8 months ago) <Andrea Merello>
 ...
 * 2dcd0af - Linux 4.6 (9 months ago) <Linus Torvalds>
 ...
$

ここから以下が分かります。

  • Linux 4.6 ベースのコードである
  • 2017年2月2日の8か月前に z-turn のサポートを始めた
  • 以下をサポート
    • DT: adxl34x G-Sensor
    • defconfig: zynq_edl: GPIO_BEEPER
    • defconfig: zynq_edl_defconfig: in-kernel G-Sensor
    • DT: MYIR: temperature sensor
    • defconfig: zynq_edl: LM75 temperature sensor
    • dmaengine: Xilinx DMA IP driver
    • DT: zynq-zturn-myir: clock-freq prop for i2c0
    • DT: zynq-zturn-myir: enable uart0

uImage のビルド

LANG:console
$ cat .config
 cat: .config: そのようなファイルやディレクトリはありません
$ ls -d arch/arm*
  arch/arm  arch/arm64
$ ls arch/arm/configs/* | grep zynq
  arch/arm/configs/zynq_edl_defconfig
$ make ARCH=arm zynq_edl_defconfig
$ make ARCH=arm menuconfig
$ # Device Drivers ---> 
$ #     [*] Userspace I/O drivers --->
$ #         <*> Userspace I/O platform driver with generic IRQ handling
$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ make ARCH=arm UIMAGE_LOADADDR=0x8000 uImage
 ...
   CC      drivers/dma/xilinx/xilinx_dma.o
 drivers/dma/xilinx/xilinx_dma.c: In function ‘xilinx_dma_prep_dma_cyclic’:
 drivers/dma/xilinx/xilinx_dma.c:1332:30: warning: ‘segment’ may be used uninitialized in this function [-Wmaybe-uninitialized]
    last_segment->hw.next_desc = segment->phys;
                               ^
 ...
 Image Name:   Linux-4.6.0+
 Created:      Thu Feb  2 21:19:15 2017
 Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
 Data Size:    4542272 Bytes = 4435.81 kB = 4.33 MB
 Load Address: 00008000
 Entry Point:  00008000
   Image arch/arm/boot/uImage is ready
$ less drivers/dma/xilinx/xilinx_dma.c
          {
                  struct xilinx_dma_tx_segment *last_segment = segment;
  
                  segment = list_first_entry(&desc->segments,
                                             struct xilinx_dma_tx_segment, node);
                  /* Link last segment to first */
  #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
                  last_segment->hw.next_desc     = lower_32_bits(segment->phys);
                  last_segment->hw.next_desc_msb = upper_32_bits(segment->phys);
  #else
 >                last_segment->hw.next_desc = segment->phys;
  #endif
          }

zynq_edl_defconf の edl というのは何だろう?

CAN の設定で Extended Data Length (EDL) という用語が出てくるけれど、 これと関係している?

よくわからない。

defconf で z-turn 的な何かを設定しているわけではないのだけれど、 この git ブランチ自体が z-turn 用なので、たぶんこれでOKなはず。

途中で出る警告も、それほど怪しいものではなさそう。

modules もビルドする

ファイル名が *.ko となっているのがカーネルモジュールの本体

LANG:console
$ make ARCH=arm modules
 ...
   CC [M]  drivers/gpu/drm/adi_axi_hdmi/axi_hdmi_encoder.o
 drivers/gpu/drm/adi_axi_hdmi/axi_hdmi_encoder.c: In function ‘get_slave_funcs’:
 drivers/gpu/drm/adi_axi_hdmi/axi_hdmi_encoder.c:123:2: warning: return discards ‘const’ qualifier from pointer target type
   return to_encoder_slave(enc)->slave_funcs;
   ^
 ...

ビルド済みファイルのインストール先

  • Kernel は SD カードの第一パーティション(boot領域)へ、
  • modules と firmware は第二パーティション(rootfs領域)の /lib 以下へ、
    • /lib/firmware/*
    • /lib/modules/(バージョン番号)/*

それぞれインストールする。

実機から z-turn 付属の SD カードの構成を見てみる。

LANG:console
# lsblk
 NAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
 mmcblk0     179:0    0   3.7G  0 disk
 |-mmcblk0p1 179:1    0 196.1M  0 part /media/boot  # SDカードのパーティション1
 `-mmcblk0p2 179:2    0   3.5G  0 part /            # SDカードのパーティション2
 mtdblock0    31:0    0   512K  0 disk
 mtdblock1    31:1    0   128K  0 disk
 mtdblock2    31:2    0   4.4M  0 disk
 mtdblock3    31:3    0   4.5M  0 disk
 mtdblock4    31:4    0    64K  0 disk
 mtdblock5    31:5    0     6M  0 disk
 mtdblock6    31:6    0   448K  0 disk
# ls /media/boot/                                   # ここに uImage
 7z010-hdmi.bit  BOOT.bin                   uEnv-ramdisk.txt
 7z010-lcd.bit   System Volume Information  uEnv-ubuntu.txt
 7z010.bit       devicetree-7ic.dtb         uEnv.txt
 7z020-hdmi.bit  devicetree-hdmi-1080p.dtb  uImage
 7z020-lcd.bit   devicetree-hdmi-720p.dtb   uramdisk.image.gz
 7z020.bit       devicetree.dtb
# ls /lib/modules/3.15.0-xilinx/                    # ここに modules.*
 kernel/            modules.builtin      modules.dep.bin  modules.softdep
 modules.alias      modules.builtin.bin  modules.devname  modules.symbols
 modules.alias.bin  modules.dep          modules.order    modules.symbols.bin
# ls /lib/modules/3.15.0-xilinx/kernel/             # ここに *.ko
 crypto/  drivers/  net/
# ls /lib/firmware                                  # ここに *.fw
 3com    e100      keyspan_pda           rtwifi      ttusb-budget
 av7110  edgeport  korg                  sun         whiteheat.fw
 bnx2    emi26     mts_cdma.fw           tehuti      whiteheat_loader.fw
 bnx2x   emi62     mts_edge.fw           ti_3410.fw  yam
 cpia2   ess       mts_gsm.fw            ti_5052.fw  yamaha
 cxgb3   kaweth    rtl8192cufw_TMSC.bin  tigon

カーネルの Makefile は

LANG:console
$ make help
 ...
 modules_install - Install all modules to INSTALL_MOD_PATH (default: /)
 firmware_install- Install all firmware to INSTALL_FW_PATH
                   (default: $(INSTALL_MOD_PATH)/lib/firmware)
 ..

となっている。

実際にモジュールがインストールされるのは
  $(INSTALL_MOD_PATH)/lib/modules/$(VERSION)/
である。

以下は SD カードに直接インストールする場合の話。

SD カードのマウント

まず 電気回路/z-turn/VirtualBox に Debia8 を入れる#g8dc93aa の手順で ホスト PC の Debian8 から SD カードを認識します。

その後、以下のようにマウントします。

LANG:console
$ lsblk
 NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
 sda      8:0    0   20G  0 disk
 ├─sda1   8:1    0 19.1G  0 part /
 ├─sda2   8:2    0    1K  0 part
 └─sda5   8:5    0  880M  0 part [SWAP]
 sdf      8:80   1  7.4G  0 disk
 ├─sdf1   8:81   1   64M  0 part
 └─sdf2   8:82   1  7.4G  0 part
 sr0     11:0    1 1024M  0 rom
$ sudo mkdir /mnt/sdcard1
$ sudo mkdir /mnt/sdcard2
$ sudo mount /dev/sdf1 /mnt/sdcard1
$ sudo mount /dev/sdf2 /mnt/sdcard2

カーネルのインストール

LANG:console
$ ls /mnt/sdcard1
 7z020.bit   System Volume Information  devicetree.dtb  uImage
 7z020b.bit  arm-hello                  original        uramdisk.image.gz
 BOOT.bin    devicetree-wo-uio.dtb      uEnv.txt
$ sudo mv /mnt/sdcard1/uImage /mnt/sdcard1/uImage-3.15.0-xilinx
$ sudo cp arch/arm/boot/uImage /mnt/sdcard1

modules のインストール

LANG:console
$ ls /mnt/sdcard2/lib/modules
 3.15.0-xilinx
$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/mnt/sdcard2 modules_install
 INSTALL crypto/ansi_cprng.ko
 INSTALL crypto/authenc.ko
 INSTALL crypto/authencesn.ko
 INSTALL crypto/cbc.ko
 INSTALL crypto/deflate.ko
 INSTALL crypto/echainiv.ko
 INSTALL drivers/dma/xilinx/axidmatest.ko
 INSTALL drivers/gpu/drm/adi_axi_hdmi/adi_axi_hdmi.ko
 INSTALL drivers/i2c/busses/i2c-gpio.ko
 INSTALL drivers/i2c/i2c-smbus.ko
 INSTALL drivers/net/can/usb/esd_usb2.ko
 INSTALL drivers/net/wireless/realtek/rtl818x/rtl8187/rtl8187.ko
 INSTALL drivers/net/wireless/realtek/rtl8xxxu/rtl8xxxu.ko
 INSTALL drivers/usb/serial/ftdi_sio.ko
 INSTALL drivers/usb/serial/pl2303.ko
 INSTALL drivers/usb/serial/usbserial.ko
 INSTALL drivers/video/fbdev/ocfb.ko
 INSTALL lib/zlib_deflate/zlib_deflate.ko
 INSTALL net/bluetooth/bluetooth.ko
 INSTALL net/ipv4/ip_tunnel.ko
 INSTALL net/ipv4/tunnel4.ko
 INSTALL net/ipv6/ah6.ko
 INSTALL net/ipv6/esp6.ko
 INSTALL net/ipv6/ip6_tunnel.ko
 INSTALL net/ipv6/ipcomp6.ko
 INSTALL net/ipv6/ipv6.ko
 INSTALL net/ipv6/mip6.ko
 INSTALL net/ipv6/sit.ko
 INSTALL net/ipv6/tunnel6.ko
 INSTALL net/ipv6/xfrm6_mode_beet.ko
 INSTALL net/ipv6/xfrm6_mode_transport.ko
 INSTALL net/ipv6/xfrm6_mode_tunnel.ko
 INSTALL net/ipv6/xfrm6_tunnel.ko
 INSTALL net/xfrm/xfrm_algo.ko
 INSTALL net/xfrm/xfrm_ipcomp.ko
 DEPMOD  4.6.0+
$ ls /mnt/sdcard2/lib/modules
 3.15.0-xilinx  4.6.0+

firmware のインストール

firmware とは?
https://wiki.ubuntu.com/Kernel/Firmware

LANG:console
$ sudo mv /mnt/sdcard2/lib/firmware /mnt/sdcard2/lib/firmware_3.15.0-xilinx
$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/mnt/sdcard2 firmware_install

devicetree.dtb を作る

LANG:console
$ sudo apt-get install device-tree-compiler
$ dtc --version
 Version: DTC 1.4.0
$ sudo mv /mnt/sdcard1/devicetree.dtb /mnt/sdcard1/devicetree-old.dtb
$ sudo dtc -O dtb -o /mnt/sdcard1/devicetree.dtb arch/arm/boot/dts/zynq-zturn-myir.dts
$ ls /mnt/sdcard1/devicetree.dtb
 /mnt/sdcard1/devicetree.dtb

SD カードのアンマウント

LANG:console
$ sudo umount /mnt/sdcard1
$ sudo umount /mnt/sdcard2

起動した!

andreamerello さんのおかげであまり迷うところもなく動作させることができました。

LANG:console
 login as: osamu
 osamu@10.225.225.168's password:
 New release '16.04.1 LTS' available.
 Run 'do-release-upgrade' to upgrade to it.
 
 Last login: Tue Jan 31 05:43:39 2017 from 10.225.225.105
 Welcome to the Xillinux distribution for Zynq-7000 EPP.
 
 You may communicate data with standard FPGA FIFOs in the logic fabric by
 writing to or reading from the /dev/xillybus_* device files. Additional
 pipe files of that sort can be set up by configuring and downloading a
 custom IP core from Xillybus' web site (at the IP Core Factory).
 
 For more information: http://www.xillybus.com.
 
 To start a graphical X-Windows session, type "startx" at shell prompt.
 
$ uname -a
 Linux localhost.localdomain 4.6.0+ #1 SMP PREEMPT Thu Feb 2 21:19:10 JST 2017 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux

hdmi に繋いだディスプレイは見えてない。

カーネルのブランチに hdmi の文字が入っているということは、 何らかのロジックを入れてやれば画面が出る???

あと、起動メッセージを丁寧に読むといろいろ不穏なことが書いてあり、 また、なんかうまくいかないことも多い感じ。

手順まとめ

LANG:console
$ git clone https://github.com/andreamerello/linux-zynq-stable.git
$ cd linux-zynq-stable
$ git checkout remotes/origin/z2016-07-zturn-hdmi
$ make ARCH=arm zynq_edl_defconfig
$ make ARCH=arm menuconfig
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- UIMAGE_LOADADDR=0x8000 uImage
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules
$ sudo mount /dev/sdf1 /mnt/sdcard1
$ sudo cp arch/arm/boot/uImage /mnt/sdcard1
$ sudo umount /mnt/sdcard1
$ sudo mount /dev/sdf2 /mnt/sdcard2
$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/mnt/sdcard2 modules_install
$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/mnt/sdcard2 firmware_install
$ sudo umount /mnt/sdcard2

debootstrap で作成したルートファイルシステムへのインストール

こちらの手順で ホスト PC の Linux ファイルシステム上に z-turn 用のファイルシステムを debootstrap で作成済みの場合、

LANG:console
$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=~/z-turn/rootfs modules_install
$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=~/z-turn/rootfs firmware_install

などとすれば ~/z-turn/rootfs/lib 以下にインストールされるので、 電気回路/z-turn/Linuxの設定#kac02ea1 のようにして SD カードへファイルシステムを書き込めば、 modules および firmware のインストールも同時に済みます。

現状での不具合

上記の手順で作ったカーネルで立ち上げた場合、まだいろいろ不具合を抱えているようで、 z-turn 付属の uImage を置き換えて常用するのは厳しそうです。

< Linux version 3.15.0-xilinx (tom@dev-server) (gcc version 4.6.1 (Sourcery CodeBench Lite 2011.09-50) ) #9 SMP PREEMPT Tue May 26 17:26:14 CST 2015
> Linux version 4.6.0+ (osamu@debian8new) (gcc version 4.9.2 ( 4.9.2-10) ) #5 SMP PREEMPT Wed Feb 8 04:48:31 JST 2017

< cma: CMA: reserved 128 MiB at 27800000
> cma: Reserved 64 MiB at 0x3c000000

< PERCPU: Embedded 8 pages/cpu @e719c000 s9088 r8192 d15488 u32768
> percpu: Embedded 12 pages/cpu @ef7d5000 s19648 r8192 d21312 u49152

< Memory: 640460K/786432K available (5236K kernel code, 261K rwdata, 1616K rodata, 200K init, 207K bss, 145972K reserved, 8192K highmem)
< Virtual kernel memory layout:
<     vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)
<     fixmap  : 0xfff00000 - 0xfffe0000   ( 896 kB)
<     vmalloc : 0xf0000000 - 0xff000000   ( 240 MB)
<     lowmem  : 0xc0000000 - 0xef800000   ( 760 MB)
<     pkmap   : 0xbfe00000 - 0xc0000000   (   2 MB)
<     modules : 0xbf000000 - 0xbfe00000   (  14 MB)
<       .text : 0xc0008000 - 0xc06b9588   (6854 kB)
<       .init : 0xc06ba000 - 0xc06ec380   ( 201 kB)
<       .data : 0xc06ee000 - 0xc072f7a0   ( 262 kB)
<        .bss : 0xc072f7ac - 0xc07634a4   ( 208 kB)
> Memory: 964648K/1048576K available (6296K kernel code, 275K rwdata, 2072K rodata, 276K init, 273K bss, 18392K reserved, 65536K cma-reserved, 196608K highmem)
> Virtual kernel memory layout:
>     vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)
>     fixmap  : 0xffc00000 - 0xfff00000   (3072 kB)
>     vmalloc : 0xf0800000 - 0xff800000   ( 240 MB)
>     lowmem  : 0xc0000000 - 0xf0000000   ( 768 MB)
>     pkmap   : 0xbfe00000 - 0xc0000000   (   2 MB)
>     modules : 0xbf000000 - 0xbfe00000   (  14 MB)
>       .text : 0xc0008000 - 0xc0834354   (8369 kB)
>       .init : 0xc0835000 - 0xc087a000   ( 276 kB)
>       .data : 0xc087a000 - 0xc08bec10   ( 276 kB)
>        .bss : 0xc08c0000 - 0xc0904780   ( 274 kB)
> SLUB: HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=2, Nodes=1

u-boot のビルド

を見ながら、リポジトリは andreamerello さんのものを使います。

https://github.com/andreamerello/u-boot-zynq

LANG:console
$ git clone https://github.com/andreamerello/u-boot-zynq.git
$ cd u-boot-zynq/
$ git branch -a
 * zynq-zturn
   remotes/origin/HEAD -> origin/zynq-zturn
   remotes/origin/from-francesco
   remotes/origin/from-xlnx
   remotes/origin/upstream-denx
   remotes/origin/zynq-zturn
   remotes/origin/zynq-zturn-for-upstream
$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
$ ls configs/zynq*
 configs/zynq_microzed_defconfig  configs/zynq_zc706_defconfig        
 configs/zynq_zc770_xm012_defconfig  configs/zynq_zturn_defconfig
 configs/zynq_picozed_defconfig   configs/zynq_zc770_xm010_defconfig  
 configs/zynq_zc770_xm013_defconfig  configs/zynq_zybo_defconfig
 configs/zynq_zc702_defconfig     configs/zynq_zc770_xm011_defconfig  
 configs/zynq_zed_defconfig
$ make zynq_zturn_defconfig
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- u-boot
 ...
   HOSTCC  tools/aisimage.o
 In file included from tools/aisimage.c:10:0:
 include/image.h:944:27: fatal error: openssl/evp.h: そのようなファイルやディレクトリはありません
  # include  <openssl/evp.h>
                            ^
 compilation terminated.
 ...
$ sudo apt-get install libssl-dev:armhf
 以下の追加パッケージがインストールされます:
   libssl1.0.0:armhf zlib1g:armhf zlib1g-dev:armhf
 推奨パッケージ:
   libssl-doc:armhf
 以下のパッケージが新たにインストールされます:
   libssl-dev:armhf libssl1.0.0:armhf zlib1g:armhf zlib1g-dev:armhf
 アップグレード: 0 個、新規インストール: 4 個、削除: 0 個、保留: 0 個。
 2,267 kB のアーカイブを取得する必要があります。
 この操作後に追加で 7,173 kB のディスク容量が消費されます。
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- u-boot
 ...
   HOSTCC  tools/aisimage.o
 In file included from include/image.h:944:0,
                  from tools/aisimage.c:10:
 /usr/include/openssl/evp.h:66:35: fatal error: openssl/opensslconf.h: そのようなファイルやディレクトリはありません
  #  include <openssl/opensslconf.h>
                                    ^
 compilation terminated.
 ...
$ ls -d /usr/include/openssl/  ## アーキテクチャ非依存のヘッダー
 aes.h       comp.h      ec.h        modes.h     rc2.h        ssl3.h
 asn1.h      conf.h      ecdh.h      obj_mac.h   rc4.h        stack.h
 asn1_mac.h  conf_api.h  ecdsa.h     objects.h   ripemd.h     symhacks.h
 asn1t.h     crypto.h    engine.h    ocsp.h      rsa.h        tls1.h
 bio.h       des.h       err.h       opensslv.h  safestack.h  ts.h
 blowfish.h  des_old.h   evp.h       ossl_typ.h  seed.h       txt_db.h
 bn.h        dh.h        hmac.h      pem.h       sha.h        ui.h
 buffer.h    dsa.h       krb5_asn.h  pem2.h      srp.h        ui_compat.h
 camellia.h  dso.h       kssl.h      pkcs12.h    srtp.h       whrlpool.h
 cast.h      dtls1.h     lhash.h     pkcs7.h     ssl.h        x509.h
 cmac.h      e_os2.h     md4.h       pqueue.h    ssl2.h       x509_vfy.h
 cms.h       ebcdic.h    md5.h       rand.h      ssl23.h      x509v3.h
$ ls /usr/include/arm-linux-gnueabihf/openssl/
 opensslconf.h
 ## アーキテクチャ依存のインクルードパスが正しく反映されていない?
$ cd ~/arm-hello
$ arm-linux-gnueabihf-gcc -v hello.c
 ...
 ignoring nonexistent directory "/usr/local/include/arm-linux-gnueabihf"
 ignoring nonexistent directory "/usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9/../../../../arm-linux-gnueabihf/include"
 #include "..." search starts here:
 #include <...> search starts here:
  /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9/include
  /usr/lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9/include-fixed
  /usr/include/arm-linux-gnueabihf            ## ちゃんと入ってる
  /usr/include
 End of search list.
 ...
## 理由が分からないので無理やり通す
$ cd ~/u-boot-zynq
$ mkdir arch/arm/include/openssl
$ ln -s /usr/include/arm-linux-gnueabihf/openssl/opensslconf.h arch/arm/include/openssl/opensslconf.h
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- u-boot
 ...
   HOSTLD  tools/dumpimage
 /usr/bin/ld: -lssl が見つかりません
 /usr/bin/ld: -lcrypto が見つかりません
 collect2: error: ld returned 1 exit status
 scripts/Makefile.host:103: recipe for target 'tools/dumpimage' failed
 make[1]: *** [tools/dumpimage] Error 1
 Makefile:1215: recipe for target 'tools' failed
 make: *** [tools] Error 2
$ sudo apt-get install libssl-dev
 パッケージリストを読み込んでいます... 完了
 依存関係ツリーを作成しています
 状態情報を読み取っています... 完了
 以下の追加パッケージがインストールされます:
   libssl-doc zlib1g-dev
 以下のパッケージが新たにインストールされます:
   libssl-dev libssl-doc zlib1g-dev
 アップグレード: 0 個、新規インストール: 3 個、削除: 0 個、保留: 0 個。
 2,633 kB のアーカイブを取得する必要があります。
 この操作後に追加で 7,438 kB のディスク容量が消費されます。
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- u-boot
 ...
 LDS     u-boot.lds
 LD      u-boot
$ file u-boot
 u-boot: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

できた。

後から試したところ、i386 版の libssl-dev:i386 がインストールされていれば libssl-dev:armhf は必要ないみたいだった。

インストール

Xilinx SDK を使って BOOT.bin にまとめなければならない。

後で試す。

とはいえ、実のところ u-boot を更新する必要性はあまりない気もする???

z-turn 付属カーネルソースのビルド

LANG:console
$ # ファイルを展開
$ mkdir ~/linux-zturn
$ cd ~/linux-zturn
$ tar fxj /media/cdrom/04-Linux_Source/Kernel/linux-xlnx.tar.bz2
$ mv linux-xlnx/* linux-xlnx/.* .
$ rmdir linux-xlnx
$ # 中身を調べる
$ git status
 fatal: Not a git repository (or any of the parent directories): .git
$ # うーん、なぜ git 履歴がついていないのか。。。
$ head -5 Makefile    # Linux 3.15.0
 VERSION = 3
 PATCHLEVEL = 15
 SUBLEVEL = 0
 EXTRAVERSION =
 NAME = Shuffling Zombie Juror
$ ls .config
 ls: .config にアクセスできません: そのようなファイルやディレクトリはありません
$ ls arch/arm/configs/zynq_zturn_defconfig
$ ls arch/arm/boot/dts/zynq-zturn*
 arch/arm/boot/dts/zynq-zturn-xylon.dtsi  arch/arm/boot/dts/zynq-zturn.dts
$ grep -lsi myir `find`
 ./arch/arm/configs/zynq_zturn_defconfig
 ./arch/arm/boot/dts/zynq-zturn.dts
 ./arch/arm/boot/Makefile
 ./drivers/input/touchscreen/ft5x0x.c
 ./drivers/misc/myir_stlm75x.c
 ./drivers/misc/Kconfig
 ./drivers/misc/Makefile
 ./drivers/video/sii902x/myir_edid.c
 ./drivers/video/sii902x/Kconfig
 ./drivers/video/sii902x/myir_edid.h
 ./drivers/video/sii902x/Makefile
 ./drivers/video/sii902x/myir_sii902x.c
 ./drivers/video/Makefile
$ grep -lsi zturn `find`
 ./arch/arm/boot/dts/zynq-zturn.dts
 ./arch/arm/boot/dts/Makefile

本家の linux-xlnx と比べたい。

LANG:console
$ cd
$ git clone https://github.com/Xilinx/linux-xlnx.git
$ cd linux-xlnx
$ git tag-date | grep v3.15
 2014-04-25 zynq-dt-fixes-for-3.15 Michal Simek arm: Xilinx Zynq DT fixes for v3.15
 2014-03-17 zynq-cleanup-for-3.15-v2 Michal Simek arm: Xilinx Zynq cleanup patches for v3.15
 2014-02-20 zynq-cleanup-for-3.15 Michal Simek arm: Xilinx Zynq cleanup patches for v3.15
 2014-02-20 zynq-dt-for-3.15 Michal Simek arm: Xilinx Zynq dt patches for v3.15
$ git diff zynq-dt-fixes-for-3.15 zynq-cleanup-for-3.15-v2
  ...
  (これはかなり大きな変更)
  ...
  (Documentation/ABI/stable/sysfs-firmware-opal-dump was added)
$ ls ~/linux-zturn/Documentation/ABI/stable/sysfs-firmware-opal-dump
 /home/osamu/linux-zturn/Documentation/ABI/stable/sysfs-firmware-opal-dump
$ # 少なくとも zynq-dt-fixes-for-3.15 以降を元にしているようだ
$ git checkout zynq-dt-fixes-for-3.15
$ git status
 HEAD detached at zynq-dt-fixes-for-3.15
 nothing to commit, working directory clean
$ git checkout -b linux-zturn
 Switched to a new branch 'linux-zturn'
$ cp -rf ../linux-zturn/* .
$ git status
  ...
  (ものすごい大量のリスト)
  ...
  (どうやらこのタグが元になっているわけではなさそう)

どうやら、ぴったりここから、という起点は発見できなさそうな雰囲気です。

  • 1860e379 Linux 3.15 は入ってる
  • v3.15 が master にマージされた後に master に対して行われた zynq や microblaze 関連のコミット、例えば 351127b などは取り入れられている
  • bf5db2f のブランチはここまで入ってるが、次の 8c770db は入っていない

などなど、コミットごとに個別にチェリーピックしているみたい。

Debian 標準のツールチェインで以下のようにコンパイルし、 問題なく起動することを確認しました。

LANG:console
$ make ARCH=arm zynq_zturn_defconfig
$ make ARCH=arm menuconfig
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- UIMAGE_LOADADDR=0x8000 uImage
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules

カーネルバージョンはそのままになりますが、 設定を変えてのリコンパイルなどは難しくなくできそうです。

サンプルファイル

AXI バスのパフォーマンスモニターのコードだそうです?
/home/osamu/linux-zturn/samples/xilinx_apm

U-BOOT

LANG:console
$ # ファイルを展開
$ mkdir ~/u-boot-zturn
$ cd ~/u-boot-zturn
$ tar fxj /media/cdrom/04-Linux_Source/Bootloader/u-boot-xlnx.tar.bz2 
$ mv u-boot-xlnx/* u-boot-xlnx/.* .
$ rmdir u-boot-xlnx
$

まだ細かく見ていません。

Toolchain

LANG:console
$ # ファイルを展開
$ mkdir ~/toolchain-zturn
$ cd ~/toolchain-zturn
$ tar fxj /media/cdrom/04-Linux_Source/Toolchain/Sourcery_CodeBench_Lite_for_Xilinx_GNU_Linux.tar.bz2
$ mv CodeSourcery/Sourcery_CodeBench_Lite_for_Xilinx_GNU_Linux/* .
$ rmdir CodeSourcery/Sourcery_CodeBench_Lite_for_Xilinx_GNU_Linux/
$ rmdir CodeSourcery/
$ # 中身を調べる
$ ls
 README-arm-xilinx-linux-gnueabi.html                    arm-xilinx-linux-gnueabi  jre      share
 README-arm-xilinx-linux-gnueabi.txt                     bin                       lib      uninstall
 Uninstall_Sourcery_CodeBench_Lite_for_Xilinx_GNU_Linux  i686-pc-linux-gnu         libexec
$ cat README-arm-xilinx-linux-gnueabi.txt
 Sourcery CodeBench
 ============
 Sourcery CodeBench contains the complete GNU
 Toolchain including all of the following components:
 
         * CodeSourcery Debug Sprite for ARM
         * GNU Binary Utilities (Binutils)
         * GNU C Compiler (GCC)
         * GNU C Library (GLIBC)
         * GNU C++ Compiler (G++)
         * GNU C++ Runtime Library (Libstdc++)
         * GNU Debug Server (GDBServer)
         * GNU Debugger (GDB)
 
 Visit:
   http://www.codesourcery.com
 to access the Sourcery CodeBench support website.
$ ls bin
 arm-xilinx-linux-gnueabi-addr2line  arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc        arm-xilinx-linux-gnueabi-objcopy
 arm-xilinx-linux-gnueabi-ar         arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc-4.6.1  arm-xilinx-linux-gnueabi-objdump
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