Dans le premier
article de cette série, nous avons mis en place une chaîne de
compilation croisée (cross-toolchain) basé sur GCC
qui nous permet de générer du code pour le processeur de la carte
IGEPv2. Nous allons à présent passer à une seconde phase, très
importante : la compilation du noyau Linux.
Préparation des sources
La
première étape consiste à télécharger les sources et les
décompresser. Nous allons utiliser un noyau récent, car le support
pour la carte IGEP v2 y a été ajouté depuis peu.
$ cd ~/Projet_Igep
$ wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-2.6.33.tar.bz2
[…]
2010-05-09 23:56:54 (1,08 MB/s) -«linux-2.6.33.tar.bz2» sauvegardé
[66266488/66266488]
$ tar -xjf linux-2.6.33.tar.bz2
$
Nous allons également avoir besoin de l'utilitaire mkimage issu du projet U-boot.
Suivant les distributions, vous pouvez le trouver sous forme de package précompilé, ou avoir besoin
de le compiler vous-même. Auquel cas, il faut télécharger :
$ wget ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2010.03.tar.bz2
2010-05-10 00:03:34 (765 KB/s) - «u-boot-2010.03.tar.bz2» sauvegardé [8844729]
$ tar -xjf u-boot-2010.03.tar.bz2
$
Préparation de mkimage
Si vous disposez déjà de l'utilitaire mkimage
de U-boot, vous pouvez passer tout de suite au paragraphe
suivant. Sinon nous allons compiler une petite partie de U-boot,
juste pour obtenir cet utilitaire.
$ cd u-boot-2010.03
$ make omap3_beagle_config
Configuring for omap3_beagle board…
Comme vous le voyez, nous configurons U-boot pour la carte BeagleBoard.
Ceci est nécessaire car il n'existe pas encore de pré-configuration
pour IGEPv2, et les deux cartes sont très proches.
$ export PATH=:~/cross/arm-linux/usr/bin/
$ make
[…]
u-boot-2010.03/lib_arm/bootm.c:122: undefined reference to 'udc_disconnect'
make: *** [u-boot] Erreur 1
La compilation s'arrête en erreur, mais cela ne nous dérange pas,
l'utilitaire mkimage a déjà été généré dans le répertoire
tools.
Il suffit de le copier dans un répertoire du PATH.
$ cp tools/mkimage ~/bin
$ cd ..
Configuration du noyau
Entrons
dans le répertoire des sources de Linux :
$ cd linux-2.6.33/
Un fichier de configuration existe pour notre carte. Nous devons le
copier dans notre répertoire sous le nom .config
(le point initial dans le nom du fichier ne nous permet pas de le voir avec ls
sans l'option -a).
$ cp arch/arm/configs/igep0020_defconfig ./.config
Puis nous allons examiner la configuration du noyau en exécutant :
$ make ARCH=arm menuconfig
Attention : il est important de respecter la casse (majuscule/minuscule) de
l'argument ARCH=arm.
Parcourez quelques instants l'interface de configuration de la compilation du
noyau, vous trouverez de nombreux points intéressants. En autres,
dans le menu « General Setup », sur la seconde ligne,
l'option « Local version » vous permet de préciser un suffixe qui sera
ajouté après le numéro du noyau. Ce suffixe (par exemple vos
initiales) vous permettra d'identifier votre noyau personnalisé.
Compilation du noyau
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=~/cross/arm-linux/usr/bin/arm-linux-
[…]
IHEX firmware/kaweth/trigger_code_fix.bin
$
La variable CROSS_COMPILE est un préfixe qui est
systématiquement ajouté devant les commandes de compilation (gcc,
ar, as). Ainsi la chaîne de compilation du noyau invoquera-t-elle
« ~/cross/arm-linux/usr/bin/arm-linux-gcc »
au lieu de « gcc ».
La compilation va durer quelques minutes. Une fois celle-ci terminée,
reprenez votre ligne et rajoutez « uImage »
à la fin. Ceci va permettre d'obtenir (à l'aide de mkimage)
un fichier acceptable par le bootloader U-boot.
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=~/cross/arm-linux/usr/bin/arm-linux- uImage
[…]
Data Size: 1816616 Bytes = 1774.04 kB = 1.73 MB
Load Address: 80008000
Entry Point: 80008000
Image arch/arm/boot/uImage is ready
$
L'image du noyau prête a être chargée par le bootloader est donc
disponible. Maintenant, il nous reste à choisir une méthode pour
lui fournir cette image. Il y en a essentiellement trois :
-
Mettre
l'image dans un répertoire d'un serveur TFTP. Ceci est assez
contraignant car par défaut la carte IGEPv2 contacte un
serveur à l'adresse IP 192.168.254.10, et recherche les images dans
le répertoire
poky/poky-image-sato/igep0020b/
du serveur. Bien sûr ces éléments sont paramétrables en
modifiant la configuration du bootloader pré-installé.
-
Transférer
l'image dans la mémoire flash centrale en utilisant le lien série
de débogage et en dialoguant avec le bootloader. Plus facile
à mettre en oeuvre, mais légèrement plus risqué car une erreur
peut conduire à l'effacement de l'image initiale.
-
Placer
l'image dans une partition de la carte flash micro-SD que l'on peut
rajouter sur la carte IGEPv2. Ceci est simple et moins dangereux que
de toucher à la mémoire flash interne.
Nous
allons donc utiliser la troisième méthode.
Formatage de la carte micro-SD
Procurez
vous une petite carte micro-SD de quelques gigaoctets. Nous allons la
diviser en deux partitions. Dans la première partition nous
déposerons l'image du noyau, et dans la seconde nous construirons le
système de fichiers.
Nous
formaterons la première partition avec le format VFat. Ceci
permettra à Uboot de lire la partition, et permettra de
l'utiliser éventuellement pour échanger des données avec d'autres
systèmes d'exploitation.
Insérez
la carte micro-SD (via un adapteur USB par exemple) dans votre
système hôte (celui sur lequel vous préparez l'image). Suivant
votre système, la carte SD peut apparaître avec un nom différent
de celui présenté ici. Généralement en insérant la carte vous
verrez une fenêtre apparaître, vous demandant si vous voulez copier
des photos, des fichiers, etc. Fermez cette fenêtre en notant le nom
du périphérique affiché, et démontez la carte.
Utilisez
fdisk pour créer deux
partitions distinctes sur cette carte (en détruisant au besoin la
partition initiale d'abord). Voici un exemple avec une carte de 1 Go
que nous partitionnons en 300 Mo et 700 Mo (la carte
apparaît ici sous le nom /dev/mmcblk0).
Il est souvent nécessaire d'utiliser un compte root pour
faire ces opérations ou d'utiliser sudo.
# fdisk /dev/mmcblk0
[…]
Command (m for help): p
Disk /dev/mmcblk0: 1019 MB, 1019215872 bytes
4 heads, 16 sectors/track, 31104 cylinders
Units = cylinders of 64 * 512 = 32768 bytes
Disk identifier: 0x15f136ac
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/mmcblk0p1 1 31104 995320 83 Linux
Command (m for help): d
Selected partition 1
Command (m for help): n
Command action
e extended
primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-31104, default 1): 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-31104, default 31104):
300M
Command (m for help): n
Command action
e extended
p primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 2
First cylinder (301-31104, default 301): (entrée)
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (301-31104, default 31104): (entré)
Command (m for help): p
[…]
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/mmcblk0p1 1 300 9592 83 Linux
/dev/mmcblk0p2 301 31104 985728 83 Linux
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
#
Formatons la première partition :
# mkfs.vfat /dev/mmcblk0p1
mkfs.vfat 3.0.0 (28 Sep 2008)
#
Puis copions-y l'image du noyau :
# mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/
# cp /home/cpb/Projet_Igep/linux-2.6.33/arch/arm/boot/uImage /mnt/
# umount /mnt/
Et insérons la carte-SD dans le connecteur de la IGEPv2.
Boot du noyau
Avant de tester notre noyau, je vous conseille de relier le port série
RS-232 de la carte IGEPv2 à votre PC afin de voir les messages de
démarrage. Pour cela il vous faudra un petit montage null-modem
dont on trouve facilement le schéma sur Internet.
En outre, la plupart d'entre vous utiliseront un adaptateur USB-Série,
qui donne accès au port sur /dev/ttyUSB0.
La configuration du port est établie par U-boot à 115200 bits / sec,
8 bits de données et pas de parité.
Pour visualiser les messages du noyau, il est utile de lancer sur la
machine hôte un émulateur de terminal, par exemple le fameux
minicom
Voici des extraits commentés d'une trace obtenue après avoir mis la carte
IGEPv2 sous tension :
Texas Instruments X-Loader 1.4.2-1 (Mar 22 2010 - 08:57:12)
Detected Numonyx OneNAND 4G Flash
Loading u-boot.bin from onenand
Le bootloader de Texas Instrument (X-Loader) trouve une image de U-Boot
dans la mémoire flash interne et la charge.
U-Boot 2009.11-1 (Mar 22 2010 - 10:41:15)
OMAP3530-GP ES3.1, CPU-OPP2 L3-165MHz
IGEP v2 board + LPDDR/ONENAND
DRAM: 512 MB
U-boot a reconnu l'architecture pour laquelle il est compilé, et vérifie la
mémoire flash interne.
Muxed OneNAND(DDP) 512MB 1.8V 16-bit (0x58)
OneNAND version = 0x0031
Chip support all block unlock
Chip has 2 plane
block = 2048, wp status = 0x2
Scanning device for bad blocks
[…]
Hit any key to stop autoboot: 3
Pendant le décompte, il est possible de « prendre la main » sur
U-boot pour modifier ses paramètres. Ici nous allons le laisser
continuer avec ses options par défaut.
mmc0 is available
reading boot.ini
** Unable to read "boot.ini" from mmc 0:1 **
reading uImage
1816680 bytes read
## Booting kernel from Legacy Image at 80000000 …
U-boot recherche boot.ini,
puis se tourne vers uImage
qu'il charge et à laquelle il transmet l'exécution.
[…]
Starting kernel …
Uncompressing Linux… done, booting the kernel.
[0.000000] Linux version 2.6.33-logilin (cpb@Inspiron) (gcc version 4.3.4 (Buildroot 2010.02) ) #1 Sun May 23 00:41:56 CEST 2010
Dès le début du boot, le noyau affiche son numéro de version.
Vous pouvez remarquer l'extension que nous avons ajouté au moment de la compilation.
[ 0.000000] CPU: ARMv7 Processor [411fc083] revision 3 (ARMv7), cr=10c53c7f
[ 0.000000] CPU: VIPT nonaliasing data cache, VIPT nonaliasing instruction cache
[ 0.000000] Machine: IGEP v2 board
[…]
[ 10.343017] musb_hdrc: USB Host mode controller at fa0ab000 using DMA, IRQ 92
[…]
[ 10.343963] hub 1-0:1.0: USB hub found
[…]
[ 10.366119] Serial: 8250/16550 driver, 4 ports, IRQ sharing enabled
[…]
[ 10.885345] console [ttyS2] enabled
[…]
[ 10.910186] smsc911x: Driver version 2008-10-21.
[…]
[ 11.433197] mmc0: new high speed SD card at address 1234
[…]
[ 11.536773] List of all partitions:
[ 11.540313] b300 995328 mmcblk0 driver: mmcblk
[ 11.545654] b301 9592 mmcblk0p1
[ 11.549987] b302 985728 mmcblk0p2
[ 11.554290] No filesystem could mount root, tried: ext3 ext2 vfat msdos
[ 11.561096] Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(179,2)
Notre noyau a parfaitement reconnu ses périphériques (USB, série,
réseau, carte SD…), il a initialisé toutes ses tables internes,
et essaye à présent de monter le périphérique block sur
lequel U-boot lui a promis qu'il trouverait son système de
fichiers. Il essaye donc de monter la partition 2 de la carte SD et
échoue car elle n'est pas formatée.
Nous pouvons résoudre ce problème facilement, il faut éteindre la carte
IGEPv2, récupérer la carte micro-SD et l'insérer à nouveau dans
notre PC de développement. Puis formater (par exemple en ext2)
la seconde partition.
# mkfs.ext2 /dev/mmcblk0p2
mke2fs 1.41.4 (27-Jan-2009)
Étiquette de système de fichiers=
Type de système d'exploitation : Linux
[…]
Le système de fichiers sera automatiquement vérifié tous les
28 montages ou après 180 jours, selon la première éventualité
Utiliser tune2fs -c ou -i pour écraser la valeur.
#
Nous démontons la mémoire, la ré-insérons dans la carte IGEPv2 et
redémarrons cette dernière. A présent le boot se termine ainsi :
[ 11.473510] mmc0: host does not support reading read-only switch. assuming write-enable.
[ 11.481719] mmc0: new high speed SD card at address 1234
[ 11.487579] mmcblk0: mmc0:1234 SA01G 972 MiB
[ 11.492248] mmcblk0: p1 p2
[ 11.592224] VFS: Mounted root (ext2 filesystem) on device 179:2.
[…]
[ 11.608245] Kernel panic - not syncing: No init found. Try passing init= option to kernel.
Le VFS (Virtual File System) du noyau a bien monté notre
partition. Puis il cherche à lancer le premier processus du système,
le fameux « init ». Naturellement, notre partition étant
vide, il ne le trouve pas et échoue en un kernel panic familier des
développeurs embarqués.
Cela peut vous paraître surprenant, mais lorsque je réalise des portages de Linux
sur des cartes embarquées spécifiques, j'éprouve un grand
soulagement à l'apparition de ce message kernel panic car il
indique que le noyau a effectué correctement son premier boot.
Il nous reste donc à continuer notre construction en installant un processus init.
Ceci fera l'objet de notre prochain article…
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