Device Tree Overlay の履歴(No.5)

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電気回路/zynq/Device Tree Overlay へ行く。
- 1 (2017-03-02 (木) 10:19:33)
- 2 (2017-03-02 (木) 16:30:28)
- 3 (2017-03-02 (木) 20:33:44)
- 4 (2017-03-02 (木) 20:33:44)
- 5 (2017-03-02 (木) 20:33:44)

リブートしなくても Device Tree を変更できるらしい
情報
configfs だけで使える？
dtbocfg のビルド
dtbocfg を組み込む
dtbo の準備
dtb の組み込み
まずは普通に組み込めるかテスト
うまくいった
dtbocfg.rb を使う
カーネルに含めてしまいたい？
コメント・質問

リブートしなくても Device Tree を変更できるらしい†

Device Tree Overlay という機能を使うと、 Linux をリブートしなくても Device Tree を変更できるらしいです。

http://qiita.com/ikwzm/items/ec514e955c16076327ce

さらに、FPGA のロードまで Linux の起動後に行うようにすれば、 Linux をリブートせずともロジックの書き換え＆利用が可能になります？？？

PetaLinux で利用可能な Xilinx Linux Kernel 4.6.0 では、 menuconfig からチェックを付けるだけで Device Tree Overlay が使えるようになります。電気回路/zynq/Petalinux のカスタマイズ#u43d03eb

ということで、試してみます。

情報†

dtc に -@ を付けて、unresolved reference を許可できる話など
https://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/device-tree.md
ん？ "dtc: invalid option -- '@'" となる？？？(Version: DTC 1.4.0)

configfs だけで使える？†

http://qiita.com/ikwzm/items/ec514e955c16076327ce

こちら↑では configfs だけで使えればいいのに、といいつつ独自の dtbocfg を作って使っていたのですが、4.6.0-xilinx ではどうか、まず試してみました。

menuconfig の File System ---> Pseudo filesystems ---> {M} Userspace-driven configuration filesystem で configfs を有効にして、

LANG:console
$ sudo modprobe configfs
$ mount | grep configfs
 configfs on /sys/kernel/config type configfs (rw,relatime)
$ ls /sys/kernel/config
 /sys/kernel/config
$ sudo mkdir -p /sys/kernel/config/device-tree/overlays/test
 mkdir: cannot create directory ‘/sys/kernel/config/device-tree’: Operation not permitted

どうやらまだできないようです？

dtbocfg のビルド†

そこで、

http://qiita.com/ikwzm/items/ec514e955c16076327ce

の dtbocfg を使わせてもらうことにします。

ビルドにカーネルソースを必要とするので、PetaLinux のクロスコンパイル環境を使ってビルドしました。

LANG:console
$ cd ~/z-turn
$ git clone https://github.com/ikwzm/dtbocfg.git
$ cd dtbocfg
$ ls
 Makefile  Readme.md  dtbocfg.c  dtbocfg.rb
$ cat Makefile
 ARCH            := arm
 KERNEL_SRC_DIR  ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
 ifeq ($(shell uname -m | sed -e s/arm.*/arm/),arm)
 else
   CROSS_COMPILE  ?= arm-linux-gnueabihf-
 endif
 
 obj-m := dtbocfg.o
 
 all:
         make -C $(KERNEL_SRC_DIR) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) M=$(PWD) modules
 
 clean:
         make -C $(KERNEL_SRC_DIR) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) M=$(PWD) clean
$ petalinux-setup
$ arm-linux-gnueabihf-gcc --version
 arm-linux-gnueabihf-gcc (Linaro GCC 5.2-2015.11-2) 5.2.1 20151005
 Copyright (C) 2015 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.
$ ls ~/z-turn/zturn-v2016.4/kernel-source
 COPYING        Makefile        block     include  modules.builtin  sound
 CREDITS        Module.symvers  certs     init     modules.order    tools
 Documentation  README          crypto    ipc      net              usr
 Kbuild         REPORTING-BUGS  drivers   kernel   samples          virt
 Kconfig        System.map      firmware  lib      scripts          vmlinux
 MAINTAINERS    arch            fs        mm       security         vmlinux.o
$ make KERNEL_SRC_DIR=~/z-turn/zturn-v2016.4/kernel-source
 make -C /home/osamu/z-turn/zturn-v2016.4/kernel-source ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- M=/home/osamu/z-turn/dtbocfg modules
 make[1]: ディレクトリ '/home/osamu/z-turn/zturn-v2016.4/kernel-source' に入ります
   CC [M]  /home/osamu/z-turn/dtbocfg/dtbocfg.o
   Building modules, stage 2.
   MODPOST 1 modules
   CC      /home/osamu/z-turn/dtbocfg/dtbocfg.mod.o
   LD [M]  /home/osamu/z-turn/dtbocfg/dtbocfg.ko
 make[1]: ディレクトリ '/home/osamu/z-turn/zturn-v2016.4/kernel-source' から出ます
$ ls
 Makefile        Readme.md  dtbocfg.ko     dtbocfg.mod.o  dtbocfg.rb
 Module.symvers  dtbocfg.c  dtbocfg.mod.c  dtbocfg.o      modules.order
$ sudo cp dtbocfg.ko (path)

dtbocfg を組み込む†

電気回路/zynq/Petalinux のカスタマイズ#u43d03eb でビルドしたカーネルと、 PetaLinux で作られた標準の .dtb を使って z-turn ボードを起動し、dtbocfg.ko の読み込みを試しました。

LANG:console
$ uname -a
 Linux xenial-zynq 4.6.0-xilinx #1 SMP PREEMPT Fri Feb 24 07:17:45 JST 2017 armv7l armv7l armv7l GNU/Linux
$ ls dtbocfg.ko
 dtbocfg.ko
$ sudo insmod dtbocfg.ko
 insmod: ERROR: could not insert module dtbocfg.ko: Unknown symbol in module
$ # 肝心の symbol 名が表示されない？？？
$ sudo tail /var/log/kern.log
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol config_group_init (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol configfs_register_group (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol configfs_unregister_subsystem (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol configfs_register_subsystem (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol config_group_init_type_name (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol config_item_init_type_name (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol config_item_put (err 0)
 Mar  2 15:54:08 xenial-zynq kernel: dtbocfg: Unknown symbol configfs_unregister_group (err 0)
$ sudo modprobe configfs
$ sudo insmod dtbocfg.ko
$ ls -d /sys/kernel/config/device-tree/overlays
 /sys/kernel/config/device-tree/overlays

うまくいった。

dtbo の準備†

電気回路/zynq/AXI4-LiteスレーブIPの動作テスト#ee317ba8 で試した accesstest IP に対する uio ブロックを設定します。

LANG:console
$ cat > accesstest-uio.dts
 /dts-v1/;
 /{
     fragment@0 {
          target-path = "/amba";
         __overlay__ {
             #address-cells = <0x1>;
             #size-cells = <0x1>;
             accesstest@43c00000 {
                 compatible = "generic-uio";
                 reg = <0x43c00000 0x1000>;
                 interrupts = <0 57 0>;
                 interrupt-parent = <3>;
             };
         };
     };
 };
 ^D
$ dtc -O dtb -o accesstest-uio.dtbo accesstest-uio.dts
$ ls
 accesstest-uio.dtbo  accesstest-uio.dts  dtbocfg.ko

dtb の組み込み†

LANG:console
$ sudo mkdir /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest
$ ls /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest
 dtbo  status
$ sudo cp accesstest-uio.dtbo /sys/kernel/config/device-tree/overlays/acesstest/dtbo
$ sudo echo 1 > /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest/status
 -bash: /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest/status: Permission denied
$ sudo bash -c "echo 1 > /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest/status"
$ ls /dev/uio*
 ls: cannot access '/dev/uio*': No such file or directory
$

あれ？うまくいかない。

まずは普通に組み込めるかテスト†

LANG:console
$ dtc -I dtb -O dts -o devicetree.dts /boot/devicetree.dtb
$ jed devicetree.dts
 amba {
   compatible = "simple-bus";
   #address-cells = <0x1>;
   #size-cells = <0x1>;
   interrupt-parent = <0x3>;
   ranges;

+  accesstest@43c00000 {
+      compatible = "generic-uio", "uio", "uio_pdrv";
+      reg = <0x43c00000 0x1000>;
+      interrupts = < 0 57 0 >;
+      interrupt-parent = <0x3>;
+  };
$ sudo dtc -O dtb -o /boot/devicetree.dtb devicetree.dts
$ sudo reboot
...
Login: osamu
Password: ************
$ ls /dev/uio*
 ls: cannot access '/dev/uio*': No such file or directory
$ grep uio /lib/modules/4.6.0-xilinx/modules.builtin
 kernel/drivers/uio/uio.ko
 kernel/drivers/uio/uio_pdrv_genirq.ko
 kernel/drivers/uio/uio_xilinx_apm.ko
$ ls -ld /sys/class/uio/
 drwxr-xr-x 2 root root 0  3月  2 16:50 /sys/class/uio/

こっちの問題か orz

カーネルドライバは入っているし、/sys には uio クラスが登録されているけれど、 /dev/uio* が見つからない。

https://forum.digilentinc.com/topic/2719-how-to-register-my-device-as-uio-on-petalinux/#comment-9553

bootargs に uio_pdrv_genirq.of_id=generic-uio を追加しないとね

なんだって？

LANG:console
$ sudo jed /boot/uEnv.txt
 - bootargs=console=ttyPS1,115200 root=/dev/mmcblk0p2 noinitrd rw earlyprintk rootfstype=ext4 devtmpfs.mount=0
 + bootargs=console=ttyPS1,115200 root=/dev/mmcblk0p2 noinitrd rw earlyprintk rootfstype=ext4 devtmpfs.mount=0 uio_pdrv_genirq.of_id=generic-uio
$ sudo reboot
...
Login: osamu
Password: *********
$ ls /dev/uio*
 /dev/uio0

うまく行ったけど・・・これは何のおまじないなんだぜ？

ググってみると、Linux Kernel 全体との整合性のために最近の kernel では uio モジュールで compatible が使えなくなったため、その対応がこれなんだとか？
結局、何を言っているのかわからない。

https://forums.xilinx.com/t5/Embedded-Linux/generic-UIO-broken/td-p/564259
https://github.com/Xilinx/linux-xlnx/commit/7ebd62dbc727ef343b07c01c852a15fc4d9cc9e5

overlay を試すため、一旦 /boot/devicetree.dtb を元に戻す。

LANG:console
$ jed devicetree.dts
 amba {
   compatible = "simple-bus";
   #address-cells = <0x1>;
   #size-cells = <0x1>;
   interrupt-parent = <0x3>;
   ranges;

-  accesstest@43c00000 {
-      compatible = "generic-uio", "uio", "uio_pdrv";
-      reg = <0x43c00000 0x1000>;
-      interrupts = < 0 57 0 >;
-      interrupt-parent = <0x3>;
-  };
$ sudo dtc -O dtb -o /boot/devicetree.dtb devicetree.dts
$ sudo reboot
Login: osamu
Password: *********
$ ls /dev/uio*
 ls: cannot access '/dev/uio*': No such file or directory

うまくいった†

LANG:console
$ sudo modprobe configfs
$ sudo insmod dtbocfg.ko
$ sudo mkdir /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest
$ sudo dtc -O dtb -o /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest/dtbo accesstest-uio.dts
$ sudo bash -c "echo 1 > /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest/status"
$ ls /dev/uio*
 /dev/uio0
$ sudo bash -c "echo 0 > /sys/kernel/config/device-tree/overlays/accesstest/status"
$ ls /dev/uio*
 ls: cannot access '/dev/uio*': No such file or directory

おお、自由自在！

dtbocfg.rb を使う†

LANG:console
$ jed dtbocfg.rb
 - CONFIG_OF_OVERLAY_PATH = "/config/device-tree/overlays/"
 + CONFIG_PATH = "/sys/kernel/config/"
 + CONFIG_OF_OVERLAY_PATH = "/sys/kernel/config/device-tree/overlays/"
 + DTBOCFG_KO_PATH = File.join(File.expand_path(File.dirname(__FILE__)), 'dtbocfg.ko')
 ...
   def initialize(device_name)
 +   insmod unless File.exists? CONFIG_OF_OVERLAY_PATH
 +
     @device_name              = device_name
     @device_tree_overlay_path = CONFIG_OF_OVERLAY_PATH + device_name
     @debug                    = false
   end
 
 + def insmod
 +   system "modprobe configfs" unless File.exists? CONFIG_PATH
 +   system "insmod #{DTBOCFG_KO_PATH}" unless File.exists? CONFIG_OF_OVERLAY_PATH
 + end
 +
   def create
$ ruby 
 -bash: ruby: command not found
$ sudo apt install ruby
$ sudo ruby dtbocfg.rb --install accesstest --dts accesstest-uio.dts
$ ls /dev/uio*
 /dev/uio0
$ sudo ruby dtbocfg.rb --stop accesstest
$ ls /dev/uio0
 ls: cannot access '/dev/uio0': No such file or directory
$ sudo cp dtbocfg.rb /usr/local/bin
$ sudo cp dtbocfg.ko /usr/local/bin
$ alias dtbocfg="sudo ruby /usr/local/bin/dtbocfg.rb"
$ dtbocfg --start accesstest
$ ls /dev/uio0
 /dev/uio0
$ cat >> ~/.bashrc
alias dtbocfg="sudo ruby /usr/local/bin/dtbocfg.rb"
^D
$

コマンド一発で直接 dts を読み込めて、とても便利

カーネルに含めてしまいたい？†

modprobe や insmode をしたくなければカーネルに含めてしまえば良い

configfs の modprobe が必要になるのは、カーネル設定でモジュールを選ぶ際に {M} としていたため。
これを {*} にすれば、modprobe configfs は必要なくなります。

同様に dtbocfg をカーネルモジュールとするには、、、
http://manual.atmark-techno.com/dist/atmark-dist_developers_guide_ja-1.0.7/ch11
のようにすればいいみたい？

Makefile が黒魔術だ。

後で調べる。

コメント・質問†

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