1. X サーバ関連パッケージのインストール

X サーバ関連パッケージをインストールします。

bishop:~# aptitude install xserver-xorg

インストール中に X サーバ の設定画面が表示されますが、この設定画面では Bishop 向けの設定はできません。ダミーの設定 (後で上書きするので何でも構いません) をして次に進んでください。

2. タッチパネルドライバのインストール

タッチパネルパネルのドライバモジュールをインストールします。

まず、以下の apt-line を /etc/apt/sources.list に加えます。

deb http://downloads.pylone.jp/bishop/deb/etch ./

次に、xserver-xorg-input-evtouch をインストールします。

bishop:~# aptitude install xserver-xorg-input-evtouch

株式会社パイロンが sid の xserver-xorg-input-evtouch パッケージを etch にバックポートした非公式パッケージです。 本パッケージについてDebianプロジェクトへの質問はお控えください。

3. Xサーバの設定

xorg.confを設定します。

• PE-201A 用 - http://downloads.pylone.jp/bishop/xorg-201a.conf
• PE-201B 用 - http://downloads.pylone.jp/bishop/xorg-201b.conf

ダウンロードしてターゲット (Bishop) の /etc/X11/xorg.conf にリネームしてください。

4. ウィンドウマネージャ

ウィンドウマネージャをインストールします。

ここでは Matchbox ^[1] と IceWM ^[2] を例を示します。

4.1. Matchbox の場合

bishop~# aptitude install matchbox

4.2. IceWM の場合

bishop:~# aptitude install icewm

5. X の起動

X を起動する前に、btpcal ^[3] コマンドでタッチパネルのキャリブレーションを行います。

bishop:~# btpcal

startx コマンドで X を起動します。

bishop:~# startx

6. スクリーンショット

6.1. Matchbox

6.2. IceWM

Bishop の USB ターゲットサポートは実験的なものです。正式にはサポートしていません。

1. 概要

Linux カーネルに含まれる USB デバイスドライバは、

• USB ホスト
• USB ターゲット (USB Gadget)

の2種類に大別されます。

通常の使用では、Bishop「に」USB 接続されたデバイス (マウスや、USB カメラなど) を動作させる USB ホストドライバしか意識しませんが、 USB ターゲットのドライバを使うことで、 Bishop「を」USB バス上のデバイスとして動作させることができます。

標準 Linux カーネルに含まれる USB ターゲットのドライバには

• USB-Ether
• USB-シリアル変換器
• USB マスストレージ
• MIDI

などがあります。

以降では 例として USB-Ether を有効にする手順を説明します。

2. Linux カーネルのビルド

USB ターゲットとして Linux カーネルを再構築します。

$ cd linux-2.6.26.8-pylone0
$ make ARCH=arm menuconfig
  Device Drivers ->
    [*] USB support->
      <*> USB Gadget Support
        -- USB Gadget Support->
             USB Peripheral Controller->
               ( ) Renesas M66592 USB Peripheral Controller
               (X) S3C2410 USB Device Controller
               ( ) Dummy HCD (DEVELOPMENT)
        <M> USB Gadget Drivers
        <M>   Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support)
        [*]     RNDIS support (Bishop を Windows からも認識させるために必要)
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- uImage modules

ここでは USB-Ether をモジュールとしますので、make のターゲットとして uImage に加えて modules が必要です。

ビルドが終わったら arch/arm/boot/uImage と drivers/usb/gadget/g_ether.ko が生成されていることを確認してください。

3. 動作確認

USB ターゲットを有効にしたカーネルで Bishop を起動して、g_ether.ko モジュールの動作確認をします。

Bishop 上で g_ether.ko をロードしてIPアドレスを割り当て:

bishop:#~ insmod g_ether.ko
bishop:#~ ifconfig usb0 <IPアドレス> netmask <マスク>

この時のアドレスは eth0 などと重複しないネットワークにしてください。

4. USB ホスト側の設定

これまでの手順により g_ether モジュールが組み込まれた Bishop を USB ホストに接続するとベンダ ID が 0x0525、プロダクト ID が 0xA4A2 の USB-Ether コンバータとして認識されます。

USB ホスト側のネットワークアダプタ設定をすれば Bishop が USB 接続の LAN インタフェースとして使うことができます。

ping を Bishop → ホスト、 Host ← Bishop で送ったり、Telnet や SSH でログインしてみると確認できるでしょう。

以降では USB ホスト側の具体的な手順について説明します。

4.1. USB ホストが Linux の場合

ほとんどの環境では Bishop を USB ホストに接続すると usbnet ドライバ がロードされネットワークインタフェース usb0 ^[1] として認識される筈です。

もし認識されなければ usbnet モジュールの有無を確認してください。

# modprobe usbnet

usbnet モジュールが無ければホスト側 Linux を再構築する必要があります。

Device Drivers->
  [*] Network device support ->
    USB Network Adapters ->
     <M> Simple USB Network Links (CDC Ethernet subset)
      [*] Embedded ARM Linux links (iPaq, ...)

認識が成功したら、インタフェースに IP アドレスを振ります。 この時のネットワークアドレスは Bishop 側の設定に合わせておきます。

# ifconfig usb0 <IPアドレス> netmask <マスク>

4.2. USB ホストが Windows の場合

Linux カーネルのソースコードに含まれる INF ファイル (Documentation/usb/linux.inf) を使って、 Windows に標準で含まれる RNDIS ドライバを使用します。

ホスト側の USB コネクタに Bishop を接続すると、新しいネットワークインターフェースとして認識されドライバが要求されます。 ウィザードに従って linux.inf を直接指定すれば 標準 RNDIS ドライバがインストールされます。

後は Linux の場合と同様に、適宜 IP アドレスとネットワークアドレスを設定すれば Bishop をネットワークアダプタとして使用できます。

5. 関連リンク

• Linux-USB Gadget API Framework

1. Debian GNU/Linux の場合

1.1. インストール

tftpd パッケージをインストールします。

# apt-get install tftpd

1.2. 設定

デフォルトでは、TFTP クライアントがアクセスするディレクトリ (転送するファイルを置くディレクトリ) は /srv/tftp になります。これを変更したい場合は /etc/inetd.conf を編集します。例えば /netboot に変更する場合は以下のようになります。

変更前:

tftp dgram udp wait nobody /usr/sbin/tcpd /usr/sbin/in.tftpd /srv/tftp

変更後:

tftp dgram udp wait nobody /usr/sbin/tcpd /usr/sbin/in.tftpd /netboot

inetd に対して設定を反映させます。

# /etc/init.d/openbsd-inetd reload

2. Fedora 16 の場合

2.1. インストール

最初に TFTP サーバのインストールを行います。

1. 「アプリケーション」→「システムツール」→「ソフトウェアの追加/削除」を選択し起動します。
2. 左上の検索ボックスに "tftp" を入力し検索します。
3. tftp-server パッケージをチェックしてから適用ボタンを押しインストールを開始します。

2.2. TFTP サーバの設定

次に TFTP サーバの設定を行います。

設定ファイルは /etc/xinetd.d/tftp です。disable を yes から no へ変更します。

--- /etc/xinetd.d/tftp.orig
+++ /etc/xinetd.d/tftp
@@ -11,7 +11,7 @@
        user                    = root
        server                  = /usr/sbin/in.tftpd
        server_args             = -s /var/lib/tftpboot
-       disable                 = yes
+       disable                 = no
        per_source              = 11
        cps                     = 100 2
        flags                   = IPv4

デフォルトでは、TFTP クライアントがアクセスするトップ・ディレクトリは /var/lib/tftpboot/ になります。

もしこれを変更したい場合は /etc/xinetd.d/tftp の server_args に指定するパスを編集します。

2.3. ファイアウォールの設定

最後にファイアウォールを有効にしている場合は TFTP サーバの使用するポートを開放する必要があります。

1. 「アプリケーション」→「その他」→「ファイアーウォール」を起動します。
2. TFTP サーバの well-knownポートである 69/udp にチェックし、適用ボタンを押します。

3. Windows の場合

Windows で動作する TFTP サーバ TFTPD32 を例に説明します。

3.1. インストール

TFTPD32 のサイト の ダウンロードページ から拡張子が .exe のインストーラをダウンロードします。

2007/08/16現在の最新バージョンは v3.23 です。

ダウンロードしたインストーラを起動すると、 コンポーネントの選択画面が表示されます。 特に変更する必要はないので Next をクリックして次に進みます。

インストール先を選択します。ここもデフォルトのままとします。

インストールが完了したら Close をクリックしてインストーラを終了してください。

3.2. 設定

スタートメニューより Tftpd32 を起動します。

デフォルトでは、TFTP クライアントがアクセスするディレクトリ (転送するファイルを置くディレクトリ) は C:\Program Files\Tftpd32 になります。これを変更したい場合、画面下部の Settings をクリックすると表示される画面の Base Directory で設定します。

ターゲットボードへファイルを転送するだけであれば、他の設定を変更する必要は特にありません。OK をクリックして設定を反映させます。

• 1. メモリバンク
• 2. NOR (4MB)
• 2.1. パーティション
• 2.2. セクタ
• 3. SDRAM
• 3.1. U-Boot 実行時
• 4. DM9000

1. メモリバンク

2. NOR (4MB)

2.1. パーティション

2.2. セクタ

3. SDRAM

3.1. U-Boot 実行時

4. DM9000

オープンソースのプロセッサエミュレータ QEMU をベースにして株式会社パイロンが開発した Bishop エミュレータのマニュアルです。

1. 対象 OS

• Debian GNU/Linux 4.0 etch (x86)
• Debian GNU/Linux sid (x86)
• Ubuntu 8.10 (x86)
• Fedora 7, 8, 9, 10, 12 (x86)
• Windows XP SP2 (x86)

2. インストール

2.1. Debian, Ubuntu

/etc/apt/sources.list に以下の apt-line を追加します。

deb http://downloads.pylone.jp/tools/deb ./

(まだ行っていなければ) pylone.jp の鍵を導入します。

# wget http://pylone.jp/pubkey.asc -O - | apt-key add -

パッケージ一覧を更新してから qemu-bishop パッケージをインストールします。

# aptitude update
# aptitude install qemu-bishop

2.2. Fedora

以下の内容の /etc/yum.repos.d/pylone-jp.repo を作成し、yum レポジトリを追加します。

[pylone-tools]
name=PyloneTools
baseurl=http://downloads.pylone.jp/tools/rpm/
enabled=1
gpgcheck=0

リポジトリ情報を更新してから、qemu-bishop パッケージをインストールします。

# yum update
# yum install qemu-bishop

2.3. Windows

インストーラをダウンロードして実行します。

3. ROMイメージのダウンロード

3.1. Linux

画像ファイルとROMイメージファイルをダウンロードして任意のディレクトリに置きます。

$ mkdir ~/bishop-rom
$ cd ~/bishop-rom/
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/miscimages-20081215/pe201a.img
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/miscimages-20081215/pe201b.img
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/miscimages-20081215/led.img
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/romimages-20081216/u-boot.bin
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/romimages-20081216/uImage
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/romimages-20081216/initrd.uimg
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/romimages-20081216/splash480.bmp.gz
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/romimages-20081216/splash640.bmp.gz
$ wget http://downloads.pylone.jp/bishop/romimages-20081216/nand-bishop.img.bz2
$ bunzip2 nand-bishop.img.bz2

3.2. Windows

Windows の場合はインストーラによってROMイメージファイルが C:\Program File\qemu-bishop にダウンロードされます。

4. 起動

4.1. Linux

ROMイメージを置いたディレクトリで qemu-bishop を実行します。 実機の出荷状態と同じ状態で起動するためには、以下のようなオプションをつけてください。

$ qemu-bishop -M pe201a -serial stdio -kernel dummy -mtdblock nand-bishop.img -append "root=/dev/mtdblock5 rootfstype=jffs2 console=ttySAC0,115200n8 console=tty0"

4.2. Windows

スタート > すべてのプログラム > qemu-bishop > qemu-bishop (PE-201A)

で実機の出荷状態と同じ状態で起動します。

5. 主なオプション

主なオプションは以下の通りです。

それぞれの使い方は後述します。

Windows でオプションを変更したい時は C:\Program Files\qemu-bishop\qemu-bishop.bat を編集してください。

6. カーネル起動パラメータの変更

-append オプションを使ってカーネル起動パラメータを変更できます。

例えば、qemu-bishop を実行されるホストのNSFサーバによる NFSRoot で起動する場合は以下のようになります。

$ qemu-bishop [...] -append 'root=/dev/nfs nfsroot=10.0.2.2:/rootfsのパス ip=10.0.2.15:::255.255.255.0:::'

指定できるカーネル起動パラメータは実機と同じです。詳細は Bishop の各種ドキュメントを参照してください。

実機では u-boot のモニタコマンドから bootargs 環境変数によってカーネルパラメータを指定します。 Bishop エミュレータでは NOR を単なる ROM としてエミュレートしているので環境変数が保存できません。

7. ボードの選択

-M オプションでボードの種類を指定します。

$ qemu-bishop [...] -M pe201a

PE-201Qは開発環境としての利便性を向上させるための仮想ターゲットです。 実機より大きな画面(640x1024)および豊富なNOR領域(128MBytes)が利用可能となります。

8. 各種ペリフェラルのエミュレート

8.1. シリアル

-serial オプションでシリアルポートの出力先を指定します。

$ qemu-bishop [...] -serial stdout

'stdout' で qemu-bishop を実行したコンソールがシリアルコンソールになります。 'telnet:localhost:1200,server' を指定すると telnet クライアントがシリアルコンソールになります。

8.2. ネットワーク

ネットワークコントローラ DM9000 は QEMU が持つ仮想的なネットワーク 10.0.2.0/24 に接続されたデバイスとしてエミュレートされます。 同ネットワーク内においては擬似的なサーバ機能が提供されます。

なお、同ネットワーク内ではゲートウェイの先を含めて 10.0.2.2 以外から ping の応答はありません。

8.3. USB キーボード

ホストのキーボードを USB キーボードとして扱うことができます。　

$ qemu-bishop [...] -usbdevice keyboard

ホストのキーボードが英語配列でない環境では、一部のキーが正しく解釈されません。

8.4. USB メモリ

ディスクイメージを USB メモリとして扱うことができます。

$ qemu-bishop [...] -usbdevice disk:ディスクイメージ

ディスクイメージの作成方法についてはブログ記事「ディスクイメージのホスト側での操作方法」を参照してください。

USB メモリのエミュレーションは高負荷時に不安定になる場合があります。

8.5. SD カード

-sd オプションで指定したディスクイメージを SD カードとして扱うことができます。

$ qemu-bishop [...] -sd ディスクイメージ

ディスクイメージの作成方法についてブログ記事「ディスクイメージのホスト側での操作方法」を参照してください。

8.6. NAND

-mtdblock オプションで指定したイメージファイルが NAND として扱われます。

$ qemu-bishop [...] -mtdblock nand-bishop.img

8.7. オーディオ

オーディオエミュレーションがサポートしているのは再生のみです。

環境変数 QEMU_AUDIO_DRV でオーディオドライバを指定できます。

$ QEMU_AUDIO_DRV=alsa qemu-bishop ...

指定できるドライバは以下の通りです。

8.8. LED

Bishop標準のLinuxカーネルで起動した場合、実機と同様にHeartBeatの処理が開始されるとLEDの表示が変化します。

LEDはGPIOポートバンク'B'の 5,6,7,8 ビットに接続されているので、アドレス0x56000014に値を書くと（対応するピンが出力用に設定されていれば）反映されます。 なお、論理は負、0 から数えたビット番号とLEDの対応は下表の通りです。

例として、U-Bootのモニタコマンドで4つのLEDすべてを消灯/点灯するには以下のようにします。

Bishop # mw.l 56000014 1e0
Bishop # mw.l 56000014 000

エミュレータ上では 1e0 に代わりに ffff などの値を書いても同様の結果が得られますが、実機では 0x1E0 以外の値を設定すると他デバイスの動作に干渉してしまいます。

なお、仮想ターゲットPE-201QにはLEDが存在しないため、LED がエミュレートされるのは PE-201A と PE-201Bのみです。

8.9. タッチスクリーン

エミュレータウィンドウ上のポインタ操作を、タッチスクリーンへの入力として変換します。 PE-201A や PE-201B としてエミュレーションを行う場合、タッチスクリーンはキャリブレーション済の状態で起動します。 PE-201Q では変換係数の初期値に意図的にある程度の誤差を残してあります。 キャリブレータの動作確認には PE-201Q を使用してください。

8.10. NOR FlashROM

マスク ROM としてエミュレーションされます。 NOR としてのコマンドには応答しません。

9. gdb によるデバッグ

9.1. Linux カーネル

Linux カーネルをデバッグ情報付きでビルドします。

$ wget http://downloads.pylone.jp/src/linux-2.6.26.8-pylone0.tar.gz
$ tar xzvf linux-2.6.26.8-pylone0.tar.gz
$ cd linux-2.6.26.8-pylone0
$ make ARCH=arm menuconfig
  Kernel hacking  --->
    [*] Kernel debugging
    ...
    [*] Compile the kernel with debug info
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- uImage

ダウンロードした qemu-bishop の ROM イメージファイルの uImage を差し替えます。

$ cp arch/arm/boot/uImage ~/bishop-rom/

qemu-bishop を -s -S オプションで起動します。

$ cd ~/bishop-rom/
$ qemu-bishop [...] -s -S

-s -S オプションで起動した qemu-bishop は CPU を止めて、 ポート 1234 (-p オプションで変更可) で gdb の接続を待っている状態です。

ビルドしたカーネルのソースディレクトリで gdb^[1] を起動し、qemu-bishop に接続します。

$ cd linux-2.6.26.8-pylone0
$ arm-linux-gnu-gdb vmlinux (または arm-linux-gnu-gdbtui vmlinux)
GNU gdb 6.6.90.20070912-debian
Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=i486-linux-gnu --target=arm-linux-gnu".
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234
0x00000000 in ?? ()

例として Bishop の初期化関数 bishop_machine_init() にブレークポイントを設定してみます。

(gdb) b bishop_machine_init
Breakpoint 1 at 0xc000e0e4: file arch/arm/mach-s3c2440/mach-bishop.c, line 497.
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, bishop_machine_init () at arch/arm/mach-s3c2440/mach-bishop.c:497
497             s3c2410_pm_init();
(gdb) list
492
493     static void __init bishop_machine_init(void)
494     {
495             int lcd_set0, lcd_set1;
496
497             s3c2410_pm_init();
498
499             /* SD/MMC */
500             s3c_device_sdi.dev.platform_data = &bishop_mci_cfg;
501
(gdb)

9.2. u-boot

手順は Linux カーネルとほとんど同じです。

u-boot をビルドします。

$ wget http://downloads.pylone.jp/src/u-boot-1.2.0-pylone5.tar.gz
$ tar xzvf u-boot-1.2.0-pylone5.tar.gz
$ cd u-boot-1.2.0-pylone5
$ make bishop_config
$ make

ダウンロードした qemu-bishop の ROM イメージファイルの u-boot.bin を差し替えます。

$ cp u-boot.bin ~/bishop-rom/

qemu-bishop を -s -S オプションで起動します。

$ cd ~/bishop-rom/
$ qemu-bishop [...] -s -S

ビルドしたカーネルのソースディレクトリで gdb を起動し、qemu-bishop に接続します。

$ cd u-boot-1.2.0-pylone5
$ arm-linux-gnu-gdb u-boot (または arm-linux-gnu-gdbtui u-boot)
GNU gdb 6.6.90.20070912-debian
Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=i486-linux-gnu --target=arm-linux-gnu".
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234
0x00000000 in ?? ()

例として Bishop の初期化関数 bishop_init() にブレークポイントを設定してみます。

(gdb) b bishop_init
reakpoint 1, board_init () at bishop.c:34
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, board_init () at bishop.c:34
34      {
(gdb) list
29                      "subs %0, %1, #1\n"
30                      "bne 1b":"=r" (loops):"0" (loops));
31      }
32
33      int board_init (void)
34      {
35              S3C24X0_CLOCK_POWER * const clk_power = S3C24X0_GetBase_CLOCK_POWER();
36              S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();
37
38              /* to reduce PLL lock time, adjust the LOCKTIME register */
(gdb)

1. 対象OS

• Fedora 7, 8, 9, 10 (x86)

2. クロスツールチェインのインストール

クロスのgccやbinutilsをインストールする手順です。

まず、yumレポジトリを追加するため、以下の内容の/etc/yum.repos.d/pylone-jp.repoを作成します。

[cross-toolchain]
name=Cross Toolchain
baseurl=http://downloads.pylone.jp/cross-toolchain/rpm/
enabled=1
gpgcheck=0

次に、レポジトリ情報を更新します。

# yum update

ツールチェイン一式をインストールします。

# yum install gcc-4.1-arm-linux-gnu

必要であれば C++ コンパイラや gdb もインストールします。

# yum install g++-4.1-arm-linux-gnu
# yum install gdb-arm-linux-gnu

インストールされるパッケージ一覧です。

3. u-boot-toolsのインストール

u-boot-toolsパッケージをインストールする手順です。

u-boot-toolsにはLinuxカーネルやinitrdを -Boot 形式に変換するmkimageコマンドなどが含まれます。Linuxカーネルをソースからビルドする場合や、initrdイメージを作る場合は u-boot-toolsをインストールしてください。

yumレポジトリを追加するため、/etc/yum.repos.d/pylone-jp.repoに以下を追加してください。

[pylone-tools]
name=PyloneTools
baseurl=http://downloads.pylone.jp/tools/rpm/
enabled=1
gpgcheck=0

リポジトリ情報を更新します。

# yum update

u-boot-tools をインストールします。

# yum install u-boot-tools

4. mtd-utilsのインストール

mtd-utilsをインストールする手順です。

NANDに置くルートファイルシステムのjffs2イメージをホストで作成する場合はmtd-utilsをインストールしてください。

# yum install mtd-utils

1. readprofile

1.1. 概要

Linuxカーネルに標準で含まれるシンプルなプロファイラ (kernel/profile.c) は tick 毎に実行アドレスを カーネル内部のプロファイリングバッファに保持します。 このバッファは仮想ファイル /proc/profile を通じてユーザ空間からアクセスできますが、 /proc/profile はバイナリファイルであるためそのままでは読めません。 readprofile は /proc/profile を可読化するために使用されるツールです。

1.2. 使用方法

1.2.1. readprofile のインストール

readprofile コマンドをインストールしてください。 Debian の場合、readprofile は util-linux パッケージに含まれます。

# aptitude install util-linux

開発ホストとターゲットの両方にインストールしておくと便利です。

1.2.2. Linux カーネルのビルド

CONFIG_PROFILING を有効にしてカーネルをビルドします。

$ cd linux-2.6.26.8-pylone0
$ make ARCH=arm menuconfig
  General setup  --->
   [*] Profiling support (EXPERIMENTAL)
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- uImage

uImage と同時に作られる System.map も後で使用します。

1.2.3. Linux カーネルを起動

プロファイラを有効にするカーネル起動パラメータ profile を追加して前節でビルドしたカーネルを起動します。

U-Boot のモニタコマンドでカーネルパラメータを追加する例:

Bishop # setenv bootargs console=....  profile=2

profile= に渡される数値が大きい程プロファイラのバッファが小さくなります。

起動後に /proc/profile が存在すれば、カーネルのプロファイラが有効になっています。

1.2.4. readprofile の基本的な使い方

-m オプションで System.map を指定します。

bishop:~# readprofile -m /PATH/TO/System.map

/proc/profile を可読化したものが出力されます。

bishop:~# readprofile
     3 start_kernel                               0.0045
     1 tcp_init                                   0.0014
    18 calibrate_delay                            0.0464
    19 do_DataAbort                               0.1187
     7 __dabt_svc                                 0.0729
       [...]
     1 down_write                                 0.0500
     1 down_read                                  0.0500
     4 __down_write_nested                        0.0182
     1 __down_write                               0.0417
     0 *unknown*
 15409 total                                      0.0047

1番目のカラムが tick 毎にサンプリングされた tick 回数で、 2番目のカラムが関数名です。 3番目のカラムは正規化された負荷で、サンプリングされた tick 回数と関数の長さの比率です。^[1]

-p オプションで /proc/profile を変更できますので、 ターゲット側のプロファイリングをホスト側で見たい場合は

ターゲット

bishop:~# cat /proc/profile > profile-shapshot

ホスト:

# readprofile -p profile-snapshot -m /PATH/TO/System.map

のようにすればよいでしょう。

また、-r オプションでプロファイラのバッファをリセットできるので、 特定のプログラム (your_program) 実行中のプロファイリングしたい場合は

bishop:~# readprofile -r
bishop:~# your_program
bishop:~# readprofile -m /PATH/TO/System.map

とすることもできます。

さらに詳しい使い方については readprofile(1) を参照してください。

1.3. プロファイリングバッファのサイズについて

プロファイラのバッファは kernel/profile.c の profile_init() で確保されます。

void __init profile_init(void)
{
	if (!prof_on)
		return;

	/* only text is profiled */
	prof_len = (_etext - _stext) >> prof_shift;
	prof_buffer = alloc_bootmem(prof_len*sizeof(atomic_t));
}

prof_shift は profile= パラメータで渡された数値です。

_etext と _stext は以下のようにすれば知ることができます。

$ arm-linux-gnu-objdump -t vmlinux | grep _[es]text
c0376000 g       *ABS*  00000000 _etext
c0008000 g       .text.head     00000000 _stext

Linux/ARM の場合、上記の _etext, _stext で profile=2 とするとバッファサイズは

バッファサイズ = ((_etext - _stext) >> prof_shift) * sizeof(struct atomic_t)
               = ((0xc0376000 - 0xc0008000) >> 2) * 4
               = 0x36e000
                 (約3.5MB)

となります。

/proc/profile のファイルサイズはこれと同じになっている筈です。

2. OProfile

2.1. 概要

OProfile は Linux カーネルに標準で含まれるオーバーヘッドが少ないシステムワイドなプロファイラです。 gprof などのユーザ空間プロファイラと違い、カーネル空間も含めたプロファイリングが可能です。

2.2. 使用方法

2.2.1. Linux カーネルのビルド

CONFIG_PROFILING と CONFIG_OPROFILE を有効にしてカーネルをビルドします。

$ cd linux-2.6.26.8-pylone0
$ make ARCH=arm menuconfig
  General setup  --->
   [*] Profiling support (EXPERIMENTAL)
   [ ] Activate markers
   <*> OProfile system profiling (EXPERIMENTAL)
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- uImage

カーネル空間のプロファイリングを行うのであれば、 uImage だけでなく vmlinux も後で使用します。

2.2.2. Linux カーネルを起動

CONFIG_OPROFILE を有効にしたカーネルで起動します。 OProfile だけを使うのであれば起動パラメータを追加する必要はありません。

2.2.3. OProfile のインストール

ターゲットの /etc/apt/sources.list に以下の apt-line を追加します。

deb http://downloads.pylone.jp/bishop/deb/etch ./

oprofile-common パッケージ をインストールします。

bishop:~# aptitude update
bishop:~# aptitude install oprofile-common

株式会社パイロンが etch の oprofile パッケージを ARM 用にリビルドした非公式パッケージです。 このパッケージに関する質問を Debian プロジェクトにすることはご遠慮ください。

2.2.4. OProfile の基本的な使い方

a.out 実行中のプロファイリングを行うには opcontrol コマンドを以下のように実行します。

bishop:~# opcontrol --vmlinux=/PATH/TO/vmlinux
bishop:~# opcontrol --reset
bishop:~# opcontrol --start ; a.out ; opcontrol --stop

カーネル空間のプロファイリングが不要であれば --vmlinux= の代わりに --no-vmlinux を指定します。

bishop:~# opcontrol --no-vmlinux

プロファイルの結果を見るためには opreport コマンドを使用します。

bishop:~# opreport
CPU: CPU with timer interrupt, speed 0 MHz (estimated)
Profiling through timer interrupt
          TIMER:0|
  samples|      %|
------------------
     3475 89.1940 a.out
      356  9.1376 vmlinux
       34  0.8727 bash
       17  0.4363 libc-2.3.6.so
       12  0.3080 ld-2.3.6.so
        1  0.0257 mktemp
        1  0.0257 oprofiled

上記の通りオプション無しで opreport を実行すると 各プロセス毎のサンプリング数で表示されます。 Bishop の S3C2440 を含めハードウェアパフォーマンスモニタをサポートしていない CPU の場合は タイマ割込みによるサンプリングとなり、 粒度は CONFIG_HZ によって変わります。

-l オプションをつけて opreport を実行すればプロセス毎ではなくシンボル名毎の 表示になります。

bishop:~# opreport -l
CPU: CPU with timer interrupt, speed 0 MHz (estimated)
Profiling through timer interrupt
samples  %        app name                 symbol name
3473     89.1427  a.out                    function_heavy
185       4.7485  vmlinux                  default_idle
34        0.8727  bash                     (no symbols)
17        0.4363  libc-2.3.6.so            (no symbols)
16        0.4107  vmlinux                  $a
16        0.4107  vmlinux                  update_mmu_cache
[...]
1         0.0257  vmlinux                  write_cache_pages
1         0.0257  vmlinux                  xprt_release_rqst_cong
1         0.0257  vmlinux                  xprt_reserve_xprt_cong

上記の libc-2.3.6.so のように実行ファイルにシンボルが含まれていない場合は (no symbols) と表示されます。

実行ファイルを指定することで特定のプログラムのみを表示させることもできます。

bishop:~# opreport -l a.out
CPU: CPU with timer interrupt, speed 0 MHz (estimated)
Profiling through timer interrupt
samples  %        symbol name
3473     99.9424  function_heavy
1         0.0288  function_light
1         0.0288  function_nop

シンボル情報付きの実行ファイルとソースコードがあれば、opannotate コマンドでプロファイリング結果とソースを関連付けて表示することもできます。

Cのソースと関連付けて表示:

bishop:~# opannotate -s a.out

アセンブリと関連付けて表示:

bishop:~# opannotate -a a.out

Cとアセンブリの表示をミックス:

bishop:~# opannotate -sa a.out

さらに詳しい使い方については OProfile のマニュアルを参照してください。

3. 関連リンク

• OProfile 公式サイト
• JF: Linux Kernel 2.6 Documentation: basic_profiling.txt

1. クロス開発ツールのインストール

クロス開発ツールのインストール (Debian編, Fedora編) を参照してください。

2. クロス開発環境用ライブラリのインストール

libfreetype6、 libfreetype6-dev、 libzlib、 libzlib をダウンロードします。

dpkg-cross でクロス開発環境用のパッケージに変換します。

$ dpkg-cross -a arm -b zlib1g_1.2.3-13_arm.deb
Building zlib1g-arm-cross_1.2.3-13_all.deb
$ dpkg-cross -a arm -b zlib1g-dev_1.2.3-13_arm.deb
Building zlib1g-dev-arm-cross_1.2.3-13_all.deb
$ dpkg-cross -a arm -b libfreetype6_2.2.1-5+etch2_arm.deb
Building libfreetype6-arm-cross_2.2.1-5+etch2_all.deb
$ dpkg-cross -a arm -b libfreetype6-dev_2.2.1-5+etch2_arm.deb
Building libfreetype6-dev-arm-cross_2.2.1-5+etch2_all.deb

変換したパッケージをインストールします。

# dpkg -i zlib1g-arm-cross_1.2.3-13_all.deb
# dpkg -i zlib1g-dev-arm-cross_1.2.3-13_all.deb
# dpkg -i libfreetype6-arm-cross_2.2.1-5+etch2_all.deb
# dpkg -i libfreetype6-dev-arm-cross_2.2.1-5+etch2_all.deb

3. サンプルコードのコンパイル

1. ソースコード demo-programs-20080624.tar.bz2 をダウンロード
2. 適当な作業ディレクトリに展開
3. make を実行

$ tar xvjf demo-programs-20080624.tar.bz2
$ cd demo-programs-20080624
$ make

4. 実行

4.1. touchscreen

$ ./touchscreen

4.2. freetype

表示したい文字列、サイズ (ピクセル)、TrueType フォントを引数に指定して起動します。

$ ./freetype 'Hello World!' 62 YourFavoriteFont.ttf

1. U-Boot

アップデートの必要はありません。

2. Linux カーネル

2.1. 出荷状態からカーネルを変更していない場合

ダウンロードページから 最新の uImage を ダウンロードして NOR の uImage を上書きしてください。

上書きする手順については フラッシュへの書き込み を参照してください。

2.2. 再構築したカーネルを使用している場合

古い .config をベースにカーネルを再構築するのをおすすめします。 手順は以下の通りです。

$ cp linux-2.6.22.1-pylone0/.config linux-2.6.26.8-pylone0/
$ cd linux-2.6.26.8
$ make ARCH=arm oldconfig
(2.6.22.1にはなかった CONFIG_* を対話形式で選択)
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- uImage

出来上がった uImage で NOR の uImage を上書きしてください。

上書きする手順については フラッシュへの書き込み を参照してください。

3. ルートファイルシステム

aptitude で update すれば etch 最新の状態に更新できます。

bishop:~# aptitude update
bishop:~# aptitude upgrade

1. クロス開発ツールのインストール

クロス開発ツールのインストール (Debian編, Fedora編) を参照してください。

2. ソースコードの入手

ソースコード Linux-2.6.26.8-pylone0.tar.gz をダウンロードします。

3. ソースコードの展開

ソースコードを適当な作業ディレクトリに展開します。

$ tar xzvf linux-2.6.26.8-pylone0.tar.gz

展開したディレクトリに移動します。

$ cd linux-2.6.26.8-pylone0

4. カーネルの設定

まず、Bishop 用デフォルト設定 arch/arm/configs/bishop_defconfig を .config にコピーします。

$ cp arch/arm/configs/bishop_defconfig .config

デフォルト設定のままでよければビルドに進んでください。 設定を変更する場合は menuconfig で変更してください。

$ make ARCH=arm menuconfig

ARCHはアーキテクチャの指定です。

変更した設定は .config に保存されます。

ここでは menuconfig を使いましたが、他にも対話型の config、Qt の xconfig (Qt)、Gtk+ の gconfig があります。

5. ビルド

ターゲットを指定してビルドします。 U-Boot が認識できるように U-Boot 形式のイメージファイルをビルドする場合のターゲットは uImage です。

$ CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- ARCH=arm make uImage

ビルドが正常に終了すれば arch/arm/boot/uImage が出来ます。

1. Code Stage の場合

1. ペリフェラル定義ファイル s3c2440a-20081218.peri をダウンロード
2. ダウンロードしたs3c2440a-20081218.peri を arm920t.peri にリネームして Code Stage インストール先の data フォルダ (通常は C:\Program Files\BITRAN\CodeStage\data) にコピー
3. Code Stage を起動
4. 「ウィンドウ」→「ペリフェラル」

2. BITX-Neo の場合

1. ペリフェラル定義ファイル s3c2440a-20081218.pri をダウンロード
2. ダウンロードしたs3c2440a-20081218.pri を arm920t.pri にリネームして BITX-Neo インストール先の data フォルダ (通常は C:\BITX-Neo\data) にコピー
3. BITX-Neo を起動
4. 「ウィンドウ」→「ペリフェラル」

この定義ファイルは 株式会社パイロンが独自に作成・配布しているものです。 この定義ファイルについてビットラン株式会社様に質問しないでください。

1. distcc 環境の構築

例として以下の環境を想定しています。

• host-a, host-b, host-c の3台で環境を構築するとします。
• 各ホストのプロセッサ・コアの数はそれぞれひとつだけとします。
• 各ホストのアーキテクチャは x86 (IA-32) とします。
• あらかじめ各ホストに同じバージョンのクロス開発環境が用意されているものとします。

1.1. Debian

# aptitude install distcc

/etc/default/distcc の設定例:

# デーモンとして起動
STARTDISTCC="true"
# local と 192.168.0.0/24 からの要求を許可する
ALLOWEDNETS="127.0.0.1 192.168.0.0/24"
# listner は限定しない
LISTENER=""
# NICE 値はデフォルト
NICE="10"
# zeroconfサポートを有効 (etch の distcc では zeroconf はサポートされていません)
ZEROCONF="true"

1.2. Fedora

...

2. distcc によるクロスコンパイル

2.1. Linux カーネル

host-a が localhost とすると以下のようになります。

$ export DISTCC_HOSTS="localhost host-b host-c"
$ make -j6 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- CC="distcc arm-linux-gnu-gcc-4.1" uImage

• 環境変数 DISTCC_HOSTS でホストを指定します。
• -j オプションでジョブの数を指定します。FAQ によるとCPU数の2倍程度が目安のようです。

2.2. U-Boot

...

3. リンク

• distcc: a fast, free distributed C/C++ compiler
• distcc による Linux カーネルのクロスコンパイル

1. 画像の作成

LCDのサイズに合わせたBMP画像を用意します。

2. 圧縮

gzipで圧縮します。

$ gzip <BMP画像ファイル>

この段階で 64KBを越えてしまう場合は、色数を減らしてサイズを抑えてください。

3. NORへ書き込む

U-BootのTFTPで、圧縮したBMP画像ファイルを Bishopへ転送します。

Bishop # setenv ipaddr <IP アドレス>
Bishop # setenv serverip <TFTP サーバの IP アドレス>
Bishop # tftpboot 30900000 <圧縮した画像ファイル>

NORのスプラッシュ画像領域に書き込みます。

Bishop # erase 1:57
Bishop # cp.b 30900000 320000 10000

環境変数splashimageを設定して保存します。

Bishop # setenv splashimage 320000
Bishop # saveenv

再起動すれば、新しいスプラッシュ画像になっている筈です。

1. Debian GNU/Linux 4.0 etch の場合

1.1. インストール

nfs-kernel-server パッケージをインストールします。

# aptitude install nfs-kernel-server

1.2. 設定

/etc/exports にエクスポートするディレクトリを指定します。

例えば、サーバの /opt/nfsroot を NFSRoot としてターゲットからマウントする場合は以下のようになります。

/opt/nfsroot/ 192.168.1.0/255.255.255.0(rw,no_root_squash,no_subtree_check,sync)

192.168.1.0/255.255.255.0 は要求を許可するネットワークです。指定できる書式は他にもありますが、ここでは触れません。詳細は exports の man page を参照してください。

(rw,no_root_squash,no_subtree_check,sync) は NFS のオプションです。rw は読み込みと書き込みの両方を許可するオプションです。他のオプションについての詳細は exports の man page を参照してください。

1.3. 反映

/etc/exports を変更したら、NFS サーバに反映させます。

# exportfs -ra

2. Fedora 16の場合

2.1. インストール

1. 「アプリケーション」→「システムツール」→「ソフトウェアの追加/削除」を選択し起動します。
2. 左上の検索ボックスに "nfs-utils" を入力し検索します。
3. nfs-utils パッケージをチェックしてから適用ボタンを押しインストールを開始します。

2.2. 設定

/etc/exports にエクスポートするディレクトリを指定します。 設定方法は Debian の場合 と同じになります。

次にファイアウォールを有効にしている場合は NFS サーバ関連で使用するポートを開放する必要があります。

1. 「アプリケーション」→「その他」→「ファイアーウォール」を起動します。
2. 「その他のポート」から以下の5つのポートを加え適用ボタンを押します。

• sunrpc : 111/tcp, 111/udp
• mountd : 20048/tcp, 20048/udp
• nfs : 2049/udp

2.3. 起動

NFS サーバを起動します。

# systemctl start nfs-server.service

3. リンク

• exports(5) - JM Project による exoprts(5) の日本語訳です。
• Linux NFS-HOWTO

1. U-Boot

最新版パッチの公開準備中

2. Linux

LinuxカーネルにBishop向けのパッチを当ててビルドする手順です。 例としてLinuxカーネルはlinusのgitリポジトリとします。

$ git-clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git
$ cd linux-2.6
$ wget http://code.pylone.jp/hg/linux-2.6-bishop/raw-file/tip/bishop
$ patch -p1 < bishop
$ cp arch/arm/configs/defconfig_bishop .config
$ make ARCH=arm oldconfig
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- uImage

1. buildrootのダウンロード

Bishop用buildroot をダウンロードします。

2. buildroot の展開

# tar xjvf buildroot-svn20070629.tar.bz2
# cd buildroot-svn20070629

3. buildroot の修正

以下の修正をします。

Index: Makefile
===================================================================
--- Makefile	(revision 18968)
+++ Makefile	(working copy)
@@ -167,7 +167,7 @@
 all:   world
 
 # In this section, we need .config
-include .config.cmd
+include .config
 
 # We also need the various per-package makefiles, which also add
 # each selected package to TARGETS if that package was selected

4. 設定

buildroot-config-initrdをダウンロードして .config にリネームします。

$ curl http://downloads.pylone.jp/src/buildroot-config-initrd > .config

5. ビルド

ビルドします。

$ make oldconfig
$ make

makeの最中にいくつか質問されます。 CPUはarm920tを選択します。その他はデフォルトでいいでしょう。

makeが終わるとrootfs.arm.cramfs が出来上がります。

ソースコードのダウンロードの失敗によりmakeが中断した場合は http://downloads.pylone.jp/src/buildroot-dl/からdl ディレクトリに手動でダウンロードしてみてください。

ビルドに必要とされるヘッダファイルがないため、make が中断することがあります。その場合は必要なヘッダを含むパッケージをインストールするなどして、再度makeを実行してください。

6. Bishop用の変更

busyboxへのシンボリックリンクであるbuild_arm/root/linuxrcを Bishop用スクリプト に置き換えます。

$ rm build_arm/root/linuxrc
$ curl http://downloads.pylone.jp/src/buildroot-linuxrc > build_arm/root/linuxrc

rootfs.arm.cramfsを作り直します。

$ make cramfsroot

U-Boot形式initrd.uimgに変換します。

# mkimage -n 'Ramdisk Image' -A arm -O linux -T ramdisk -d
# rootfs.arm.cramfs initrd.uimg

1. シリアルコンソール

シリアルコンソールとして使うシリアル端末エミュレータの準備を行います。 出荷状態の Bishop の場合、ポート設定は以下のようになります。

以降では、minicom と Tera Term を例に説明します。

1.1. minicom の場合

まず、設定モードで minicom を起動します。

# minicom -o -s

起動するとメニュー画面が表示されます。

+--------[設定]----------+
| ファイル名とパス名     |
| ファイル転送プロトコル |
| シリアルポート         |
| モデムとダイヤル       |
| 画面とキーボード       |
| "dfl" に設定を保存     |
| 新規に設定を保存       |
| 終了                   |
| Minicom を終了         |
+------------------------+

シリアルポートを設定します。ハードウェア流れ制御が"いいえ"である点に注意してください。

A -    シリアルデバイス   : /dev/ttyUSB0
B - ロックファイルの位置  : /var/lock
C -   Callin Program      :
D -  Callout Program      :
E - 速度/パリティ/ビット  : 115200 8N1
F - ハードウェア流れ制御  : いいえ
G - ソフトウェア流れ制御  : いいえ

/dev/ttyUSB0 は実際のデバイスファイル名に置き換えてください。

"dfl" に設定を保存 か 新規に設定を保存 で設定を保存します。 新規に設定を保存 であれば名前をつけて保存できます。

設定を保存したら minicom を終了して、再度起動します。

"dfl" に設定を保存した場合:

$ minicom -o

新規に設定を保存した場合:

$ minicom -o 設定名

-o はモデムの初期化をしないためのオプションです。シリアルコンソールの場合はモデムを初期化する必要はありません。

1.2. TeraTerm の場合

New connection では Serial を選択して、Port を設定します。

Serial port setup でポートを設定します。 Flow control が none である点に注意してください。

Terminal setup で端末を設定します。

2. 電源を入れる

1. 電源スイッチが OFF であることを確認
2. 付属シリアルケーブルで PC と Bishop を接続
3. Bishop に AC アダプタ を接続
4. Bishop の電源スイッチを ON

電源を入れた直後、LCD にはスプラッシュ画像が表示されます。

正常に起動すれば LCD に Linux カーネルの起動メッセージが表示されます。

起動が完了すれば、シリアルコンソールにログインプロンプトが表示されます。

Debian GNU/Linux 4.0 bishop ttySAC0
bishop login:

3. ログイン

シリアルコンソールから root でログインします。 出荷状態では root のパスワードは必要ありません。

ログインするとシェルプロンプトが表示されます。

bishop login: root
Last login: Mon Jul 30 11:34:30 2007 on ttySAC0
Linux bishop 2.6.22.1-pylone0 #101 Wed Aug 1 19:03:52 JST 2007 armv4tl
The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.
Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.
bishop:~#

• 1. GPA
• 2. GPB
• 3. GPC
• 4. GPD
• 5. GPE
• 6. GPF
• 7. GPG
• 8. GPH
• 9. GPJ

1. GPA

2. GPB

3. GPC

4. GPD

5. GPE

6. GPF

7. GPG

8. GPH

9. GPJ

TOPPERS/JSPカーネルとは、μITRON4.0仕様に準拠したリアルタイムカーネルで、TOPPERSプロジェクトの開発成果です。 TOPPERS/JSPカーネルの詳細についてはTOPPERSプロジェクトを参照してください。

株式会社パイロンが独自に配布する非公式なバージョンです。本ソフトウェアについてTOPPERSプロジェクトへの質問はお控えください。

TOPPRES/JSPカーネルのサポートは実験的なものです。実用レベルに達していないことを予めご了承ください。

1. ROMイメージ

Bishop向けTOPPERS/JSPカーネルのROMイメージファイルを下記の場所からダウンロードします。

2. Bishopボードでの使用方法

Bishop ドキュメントの、

• JTAG-ICE (デバッガ) によるNORの書き込み
• ダウンロードケーブルによるNORの書き込み

を参考に、ダウンロードしたROMイメージファイルをNOR上の開始アドレス0番地に書き込みます。

本手順によって、元のROMイメージの内容は書き換えられてしまう点にご注意ください。

書き込みが終了したらBishop本体とHostPCをシリアルケーブル(クロス)で接続し、Bishop本体の電源を入れます。TOPPERS/JSPカーネルのシリアルポートの設定は以下の通りです。

HostPC側のシリアルコンソールへの設定方法等はBishopドキュメント:クイックスタートを参照してください。

3. Bishopエミュレータでの使用方法

Bishopエミュレータがインストールされている環境を前提とします。

3.1. Linux

qemu-bishopでは起動したディレクトリにあるu-boot.binというファイルをエミュレーションするアドレス空間の0番地に読み込み、起動します。Bishop向けTOPPERS/JSPカーネルは開始アドレス0番地に設置する必要があるため、ROMイメージファイルを任意のディレクトリにダウンロードした後、下記の様にしてファイルをリネームします。(x.x.xはダウンロードしたファイル名に合わせてください)

$ mv toppers-jsp-bishop-x.x.x.bin u-boot.bin

既に本来のu-boot.binが存在する場合は消去されてしまいますので必要に応じてバックアップしてください。

ダウンロードした任意のディレクトリにて、以下のコマンドでqemu-bishopを実行します。

$ qemu-bishop -M pe201a -serial stdio -kernel dummy -mtdblock /dev/null -nographic

この時、

failed to open: led.img
failed to open: led.img
failed to open: led.img
failed to open: led.img
failed to open: pe201a.img
bishop_reset: splash image splash480.bmp.gz was not found
bishop_reset: failed to load a kernel image file

とqemu-bishopがメッセージを出力する事がありますが、TOPPERS/JSPカーネルの動作に影響はありません。

3.2. Windows

C:/Program Files/qemu-bishop/にROMイメージファイルをu-boot.binという名称でダウンロードし、スタート > すべてのプログラム > qemu-bishop > qemu-bishop (PE-201A) から実行します。

必要に応じて元のu-boot.binをバックアップしてください。

3.3. オプション

Linux環境においてqemu-bishopに指定したオプションを以下に解説します。下記以外のオプションに関してはBishop エミュレータマニュアル:主なオプションを参照してください。

-nographic

グラフィカルディスプレイ出力エミュレーションを無効にし、コマンドラインアプリケーションとしてQEMUを起動します。

4. ビルド方法

4.1. クロス開発ツールのインストール

クロス開発ツールのインストール (Debian編, Fedora編) を参照してください。

4.2. ソースコードの入手

Bishop向けTOPPERS/JSPカーネルのソースコードを下記の場所からダウンロードします。

4.3. ソースコードの展開

ソースコードを適当な作業ディレクトリに展開します。

$ tar xjvf toppers-jsp-bishop-0.0.1.tar.bz2

展開したディレクトリに移動します。

$ cd toppers-jsp-bishop-0.0.1

4.4. ビルド

Bishop用にビルドします。

$ cd cfg
$ make depend
$ make CC=g++-4.2
$ cd -
$ perl ./configure -C armv4 -S bishop
$ make depend TARGET_PREFIX=arm-linux-gnu-
$ make TARGET_PREFIX=arm-linux-gnu-

現時点(2009/02/24)では、カーネルコンフィギュレータ(cfg)はgcc-4.3系ではコンパイルできません。

ビルド完了後、jspというファイル名でELFバイナリが生成されるので、必要に応じて、

$ arm-linux-gnu-objcopy -O binary jsp toppers-jsp-bishop.bin

としてRAWバイナリへと変換します。

5. qemu-bishopとgdbによるデバッグ

gdbからqemu-bishop上のTOPPERS/JSPカーネルをデバッグする方法に関して記載します。 手順としては、Bishop エミュレータマニュアル:gdbによるデバッグとほぼ同一です。

ここでは、Bishop向けTOPPERS/JSPカーネルのソースコードディレクトリパスを~/toppers-jsp-bishop、qemu-bishop起動ディレクトリを~/bishop-romとします。

まず、デバッグ対象バージョンのソースコードを前述のビルド手順にてビルドしELFバイナリを生成します。 (デバッグ情報を付加するコンパイルオプションは予めMakefileにて設定しています)

次に、生成されたELFバイナリからRAWバイナリをqemu-bishop起動ディレクトリに取得します。

$ cd ~/toppers-jsp-bishop
$ arm-linux-gnu-objcopy -O binary jsp ~/bishop-rom/u-boot.bin

-s,-Sオプション付きでqemu-bishopを起動します。

$ cd ~/bishop-rom
$ qemu-bishop -M pe201a -serial stdio -kernel dummy -mtdblock /dev/null -nographic -s -S

最後に、ビルドしたTOPPERS/JSPカーネルのソースディレクトリでgdbを起動し、qemu-bishopに接続します。

$ cd ~/toppers-jsp-bishop
$ arm-linux-gnu-gdb jsp
GNU gdb 6.6.90.20070912-debian
Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=i486-linux-gnu --target=arm-linux-gnu"...
No symbol table is loaded.  Use the "file" command.
(gdb) target remote localhost:1234
Remote debugging using localhost:1234
0x00000000 in vector_table ()

例として システム依存初期化関数である_kernel_sys_initialize()にブレークポイントを設定し、実行してみます。

(gdb) break _kernel_sys_initialize
Breakpoint 1 at 0x2bac: file ./config/armv4/bishop/sys_config.c, line 130.
(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 1, _kernel_sys_initialize () at ./config/armv4/bishop/sys_config.c:130
130 {
(gdb) list
125 /*
126  *  ターゲットシステム依存の初期化
127  */
128 void
129 sys_initialize(void)
130 {
131     init_clock();
132
133     init_ports();
134
(gdb)

ブレークしているsys_initialize()の本名は_kernel_sys_initialize()です。jsp_rename.hにてシンボル名を置き換えています。

1. 対象OS

• Debian GNU/Linux 4.0 etch (x86)
• Debian GNU/Linux sid (x86)

2. クロスツールチェインのインストール

クロスのgccやbinutilsをインストールする手順です。

株式会社パイロンが独自に配布する非公式なDebianパッケージです。これらのパッケージについてDebianプロジェクトへの質問はお控えください。

/etc/apt/sources.listに以下のapt-lineを追加します。

deb http://downloads.pylone.jp/cross-toolchain/deb ./

(まだ行っていなければ) pylone.jp の鍵を導入します。

# wget http://pylone.jp/pubkey.asc -O - | apt-key add -

パッケージ一覧を更新してから、ツールチェイン一式をインストールします。

# aptitude update
# aptitude install gcc-4.1-arm-linux-gnu

必要であれば C++ コンパイラや gdb もインストールします。

# aptitude install g++-4.1-arm-linux-gnu
# aptitude install gdb-arm-linux-gnu

インストールされるパッケージ一覧です。

3. u-boot-tools

u-boot-toolsパッケージをインストールする手順です。

u-boot-toolsにはLinuxカーネルやinitrdをU-Boot形式に変換するmkimageコマンドなどが含まれます。Linuxカーネルをソースからビルドする場合や、initrdイメージを作る場合は u-boot-toolsをインストールしてください。

Debian sid では mkimage コマンドが uboot-mkimage パッケージによって提供されています。 u-boot-tools パッケージをインストールする必要はありません。

/etc/apt/sources.list に以下を加えます。

deb http://downloads.pylone.jp/tools/deb ./
deb-src http://downloads.pylone.jp/tools/deb ./

(まだ行っていなければ)アーカイブの鍵を導入します。

# wget http://pylone.jp/pubkey.asc -O - | apt-key add -

入手可能なパッケージの一覧を更新します。

# aptitude update

u-boot-tools をインストールします。

# aptitude install u-boot-tools

4. mtd-tools

mtd-toolsをインストールする手順です。

NANDに置くルートファイルシステムのjffs2イメージをホスト上で作成する場合に必要になります。

入手可能なパッケージの一覧を更新します。

# aptitude update

mtd-tools をインストールします。

# aptitude install mtd-tools

5. dpkg-cross

dpkg-crossはターゲットアーキテクチャ用のパッケージをホストにインストールするためのツールです。

dpkg-crossを使えば、クロスコンパイルに必要なライブラリとヘッダファイルを比較的簡単に用意することができます。

以降では dpkg-crossのインストールと簡単な使い方を説明します。

5.1. dpkg-cross のインストール

# aptitude install dpkg-cross

5.2. dpkg-cross の使い方

armのlibcurses5をホストにインストールする場合を例に説明します。

まず、armのlibcurses5をダウンロードします。

$ wget http://ftp.jp.debian.org/debian/pool/main/n/ncurses/libncurses5_5.5-5_arm.deb

次に dpkg-crossで変換します。-aオプションでアーキテクチャを指定し、-bオプションでパッケージの変換を行います。

$ dpkg-cross -a arm -b libncurses5_5.5-5_arm.deb

変換されたパッケージ libncurses5-arm-cross_5.5-5_all.debが出来上がります。

変換後のパッケージ名には "-arm-cross" が追加されます。

最後に、変換されたパッケージをdpkgでインストールします。

# dpkg -i libncurses5-arm-cross_5.5-5_all.deb

dpkg-crossの-iオプションで変換とインストールを同時に行うこともできます。

# dpkg-cross -a arm -i libncurses5_5.5-5_arm.deb

アンインストールは-arm-crossを追加したパッケージ名を指定します。

# dpkg --remove libncurses5-arm-cross

同じ要領でlibncurses5-devもインストールすれば libncurses5を使ったアプリケーションをクロスコンパイルできます。

/etc/dpkg-cross/cross-compileのdefault_arch でアーキテクチャを指定すれば、dpkg-crossの-aオプションが省略できます。

6. apt-cross

apt-crossはdpkg-crossのAPT フロントエンドです。 dpkg-crossではパッケージの取得を手動で行う必要がありますが、 apt-crossはダウンロードからインストールまでを一度に行うことができます。

6.1. apt-cross のインストール

apt-crossのインストールは以下の通りです。

# aptitude install apt-cross

6.2. apt-cross の使い方

dpkg-crossと同じくlibncurses5を例にapt-crossの使い方を説明します。

まず、取得可能なパッケージの一覧を更新します。

$ apt-cross -a arm -S stable -m http://ftp.jp.debian.org/debian/ --update

-aオプションはアーキテクチャの指定です。 -SはSuiteです。 Bishopであればetchが対象なので-S stable となります。 -mはレポジトリのミラーです。

ダウンロードからインストールまでを一度に行うのであれば、以下のようにします。

# apt-cross -a arm -S stable -m http://ftp.jp.debian.org/debian/ --install libncurses5

ダウンロードのみの場合です。

# apt-cross -a arm -S stable -m http://ftp.jp.debian.org/debian/ -get libncurses5

削除の場合です。

# apt-cross -a arm --remove libncurses5

apt-crossはdpkg-crossのAPTフロントエンドですが、パッケージ間の依存関係を 扱うことはできせん。現在、作者のNeil Williams氏が依存関係解決の改良 を含めて apt-crossを書き直しているようです。

U-Bootをフラッシュメモリへ書き込む際に失敗した場合や正常に動作しないU-Bootを書き込んでしまった場合は起動できなくなります。 U-Bootを上書きした事による起動の不具合についてはサポート対象外とさせていただきます。

1. クロス開発ツールのインストール

クロス開発ツールのインストール (Debian編, Fedora編) を参照してください。

2. ソースコードの入手

ソースコード u-boot-1.2.0-pylone5.tar.gz をダウンロードします。

3. ソースコードの展開

ソースコードを適当な作業ディレクトリに展開します。

$ tar xzvf u-boot-1.2.0-pylone5.tar.gz

展開したディレクトリに移動します。

$ cd u-boot-1.2.0-pylone5

4. ビルド

Bishop 用にビルドの設定をします。

$ make bishop_config

ビルドします。

$ CROSS_COMPILE=arm-linux-gnu- make

u-boot.binが出来ます。

このドキュメントが対象とするのは、 Bishopに移植されたU-Bootのみです。U-Bootがサポートする他のターゲットについては扱いません。

1. シリアルコンソール

minicom などのシリアルコンソールを用意します。

シリアルコンソールの設定については クイックスタート を参照してください。

2. 起動

ボードの電源を入れるとU-Bootが起動します。 シリアル端末の表示は以下のようになります。

U-Boot 1.2.0-pylone2 (Aug  1 2007 - 18:57:27)

DRAM:  128 MB
Flash:  4 MB
NAND:  128 MiB
In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Hit any key to stop autoboot:  3

そのままにしておくと、3秒後に起動します。 3秒以内に任意のキーを押すとコマンドプロンプトが表示され、モニタコマンドの入力ができる状態になります。

Bishop #

任意のキー入力を待つ時間である3秒は、環境変数 bootdelay によって変更することができます。環境変数を変更する方法については後述します。

モニタコマンドの例として、helpコマンドを紹介します。コマンドプロンプトが表示されたら "help"と入力してenterキーを押してください。コマンドの一覧が表示される筈です。

Bishop # help
?       - alias for 'help'
autoscr - run script from memory
base    - print or set address offset
bdinfo  - print Board Info structure
boot    - boot default, i.e., run 'bootcmd'
bootd   - boot default, i.e., run 'bootcmd'
bootelf - Boot from an ELF image in memory
bootm   - boot application image from memory
bootp   - boot image via network using BootP/TFTP protocol
bootvx  - Boot vxWorks from an ELF image
cmp     - memory compare
coninfo - print console devices and information
cp      - memory copy
crc32   - checksum calculation
date    - get/set/reset date & time
dcache  - enable or disable data cache
dhcp    - invoke DHCP client to obtain IP/boot params
echo    - echo args to console
erase   - erase FLASH memory
flinfo  - print FLASH memory information
go      - start application at address 'addr'
help    - print online help
icache  - enable or disable instruction cache
iminfo  - print header information for application image
imls    - list all images found in flash
in      - read data from an IO port
itest   - return true/false on integer compare
loadb   - load binary file over serial line (kermit mode)
loads   - load S-Record file over serial line
loady   - load binary file over serial line (ymodem mode)
loop    - infinite loop on address range
md      - memory display
mm      - memory modify (auto-incrementing)
mtest   - simple RAM test
mw      - memory write (fill)
nand    - NAND sub-system
nboot   - boot from NAND device
nfs     - boot image via network using NFS protocol
nm      - memory modify (constant address)
out     - write datum to IO port
ping    - send ICMP ECHO_REQUEST to network host
printenv- print environment variables
protect - enable or disable FLASH write protection
rarpboot- boot image via network using RARP/TFTP protocol
reset   - Perform RESET of the CPU
run     - run commands in an environment variable
saveenv - save environment variables to persistent storage
setenv  - set environment variables
sleep   - delay execution for some time
tftpboot- boot image via network using TFTP protocol
version - print monitor version

3. コマンドマニュアル

3.1. help

コマンドの一覧を表示:

Bishop # help

コマンドの説明を表示:

Bishop # help <コマンド名 ...>

例: sleepコマンドの説明を表示:

Bishop # help sleep
sleep N
    - delay execution for N seconds (N is _decimal_ !!!)

3.2. ?

help コマンドのエイリアス (別名) です。

3.3. autscr

スクリプトを実行します。

3.4. base

メモリ系コマンド (cmd, cp, crc32, md, mm. mw, nm) のオフセットを設定します。

オフセットを 30000000h に設定:

Bishop # base 30000000
Base Address: 0x30000000

現在のオフセットを表示:

Bishop # base
Base Address: 0x00000000

3.5. bdinfo

ボード情報構造体の内容を表示します。

arch_number = 0x00000597
env_t       = 0x00000000
boot_params = 0x30000100
DRAM bank   = 0x00000000
-> start    = 0x30000000
-> size     = 0x08000000
ethaddr     = 00:1D:2D:00:00:0B
ip_addr     = 192.168.1.200
baudrate    = 115200 bps

Bishop は環境変数 ethaddr を参照しません。 ethaddr の値と実際の MAC アドレスは異なります。

3.6. boot

環境変数bootcmdの内容を実行します。

3.7. bootd

bootコマンドの古い名前です。後方互換性のために残されています。

3.8. bootelf

ELFイメージをブートします。

3.9. bootm

U-Boot形式のイメージをブートします。

3.10. bootp

...

3.11. bootvx

VxWorksをブートします。

bootvx コマンドはサポート対象外です。

3.12. cmp

メモリを比較します。

30900000h と 00040000h を 64KB (0x10000)比較:

Bishop # cmp.b 30900000 40000 10000

.b はバイトアクセスを意味します。.w で ワードアクセス、.l でダブルワードアクセスになります。

3.13. coninfo

コンソールデバイスの一覧を表示します。

Bishop # coninfo
List of available devices:
vga      80000002 S.O
serial   80000003 SIO stdin stdout stderr
nulldev  80000003 SIO

3.14. cp

...

3.15. crc32

CRC32 多項式計算を行います。

00040000h から 000400ff の CRC32 を計算:

Bishop # crc32 40000 100
CRC32 for 00040000 ... 000400ff ==> 55fdac87

00040000h 〜 000400ffh の CRC32 を計算して結果を 30900000h に保存:

Bishop # crc32 40000 100 30900000
CRC32 for 00040000 ... 000400ff ==> 55fdac87
Bishop # md 30900000 1
30900000: 55fdac87    ...U

3.16. date

RTC の日時を設定します。

RTC の日時を表示:

Bishop # date

RTC を 2007年08月11日 16時14分 に設定:

Bishop # date 0811161407

RTC を 2007年08月11日 16時14分30秒 に設定:

Bishop # date 0811161407.30

BishopにプリインストールされるDebianはRTCがUTCであることを期待する設定になっています。U-Bootから日時を設定する場合は時差を考慮して設定してください。例えば、JSTで2007-08-12 01:16を設定したい場合、UTCの2007-08-11 16:16を設定します。

3.17. dcache

D-cacheの有効/無効を設定します。

3.18. dhcp

...

3.19. echo

テキストを表示します。

Bishop # echo Hello World!
Hello World!

3.20. erase

NORフラッシュメモリを消去します。

NORのセクタ58から69を消去

Bishop # erase 1:58-69
Erase Flash Sectors 58-69 in Bank # 1
............ done

"1:58-69" は「1番目の NOR フラッシュメモリのセクタ58から69」を表します。 Bishop の場合、NOR はひとつだけなので常に "1:" を指定します。

3.21. flinfo

NOR フラッシュメモリの情報を表示します。

Bishop # flinfo

Bank # 1: CFI conformant FLASH (16 x 16)  Size: 4 MB in 71 Sectors
  AMD Standard command set, Manufacturer ID: 0xC2, Device ID: 0xA8
  Erase timeout: 16384 ms, write timeout: 1 ms

  Sector Start Addresses:
  00000000   RO   00002000   RO   00004000   RO   00006000   RO   00008000   RO
  0000A000   RO   0000C000   RO   0000E000   RO   00010000   RO   00020000   RO
  00030000        00040000        00050000        00060000        00070000
  00080000        00090000        000A0000        000B0000        000C0000
  000D0000        000E0000        000F0000        00100000        00110000
  00120000        00130000        00140000        00150000        00160000
  00170000        00180000        00190000        001A0000        001B0000
  001C0000        001D0000        001E0000        001F0000        00200000
  00210000        00220000        00230000        00240000        00250000
  00260000        00270000        00280000        00290000        002A0000
  002B0000        002C0000        002D0000        002E0000        002F0000
  00300000        00310000        00320000        00330000        00340000
  00350000        00360000        00370000        00380000        00390000
  003A0000        003B0000        003C0000        003D0000        003E0000
  003F0000   RO

3.22. go

指定したアドレスのアプリケーションを開始します。

3.23. icache

I-cache の有効/無効を設定します。

I-cache を有効:

Bishop # icache on
Instruction Cache is ON

I-cache を無効:

Bishop # icache off
Instruction Cache is OFF

現在の状態を表示:

Bishop # icache
Instruction Cache is ON

3.24. iminfo

U-Boot形式イメージのヘッダ情報を表示します。

00040000hにあるイメージのヘッダ情報を表示:

Bishop # iminfo 40000

   Image Name:   Linux-2.6.22.1-pylone0
   Created:      2007-08-01  17:22:53 UTC
   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
   Data Size:    1787036 Bytes =  1.7 MB
   Load Address: 30008000
   Entry Point:  30008000
   Verifying Checksum ... OK

3.25. imls

U-Boot形式イメージの一覧を表示します。

Bishop # imls
Image at 00040000:
   Image Name:   Linux-2.6.22.1-pylone0
   Created:      2007-08-01  17:22:53 UTC
   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
   Data Size:    1787036 Bytes =  1.7 MB
   Load Address: 30008000
   Entry Point:  30008000
   Verifying Checksum ... OK
Image at 00330000:
   Image Name:   Ramdisk Image
   Created:      2007-07-29  18:21:03 UTC
   Image Type:   ARM Linux RAMDisk Image (gzip compressed)
   Data Size:    638976 Bytes = 624 kB
   Load Address: 00000000
   Entry Point:  00000000
   Verifying Checksum ... OK

NORのイメージ一覧が表示されます。SDRAMにあるイメージは表示されません。

3.26. in

IO ポートから入力します。

3.27. itest

...

3.28. loadb

シリアル経由で バイナリファイルをロードします(kermit モード)。

3.29. loads

シリアル経由で S-Record 形式のファイルをロードします。

3.30. loady

シリアル経由で バイナリファイルをロードします(ymodem モード)。

3.31. loop

...

3.32. md

メモリ (SDRAM, NOR) の内容を表示します。

30000000h - 300000FFh を表示:

Bishop # md.b 30000000 100

.b はバイトアクセスを意味します。.w で ワードアクセス、.l でダブルワードアクセスになります。

3.33. mm

アドレスをインクリメントしながら対話形式でメモリを変更します。

Bishop # mm.l 30900000
30900000: 00000000 ? deadbeaf
30900004: 00000000 ? deadbeaf
30900008: 00000000 ? deadbeaf
3090000c: 00000000 ? deadbeaf
30900010: 00000000 ? x     ← 終了

0123456789abcdef以外の文字で終了できます。

値ではなく"-"(マイナス)を入力することによってアドレスをデクリメントすることもできます。

.b はバイトアクセスを意味します。.w で ワードアクセス、.l でダブルワードアクセスになります。

3.34. mtest

メモリのテストを行います。

Bishop # mtest

{i} Ctrl + C で中断できます。

3.35. mw

メモリに書き込みます。

30900000h〜30901000h に 0xEE を 0x100 バイト書き込む:

Bishop # mw.b 30900000 ee 100

.b はバイトアクセスを意味します。.w で ワードアクセス、.l でダブルワードアクセスになります。

3.36. nand

NAND のコマンドを実行します。

3.36.1. nand info

NAND の情報を表示します。

Bishop # nand info

Device 0: NAND 128MiB 3,3V 8-bit, sector size 128 KiB

3.36.2. nand device

NAND デバイスを変更します。

BishopのNANDデバイスはひとつだけなので、このコマンドは使いません。

3.36.3. nand read

NAND を読み込みます。

3.36.4. nand write

NAND に書き込みます。

3.36.5. nand erase

NAND を消去します。

3.36.6. nand bad

3.36.7. nand dump

3.36.8. nand scrub

3.36.9. nand markbad

3.36.10. nand biterr

3.36.11. nand lock

3.36.12. nand unlock

3.37. nboot

NAND 上のイメージをブートします。

nboot コマンドはサポート対象外です。

3.38. nfs

...

3.39. nm

アドレスを固定して対話形式でメモリを変更します。

3.40. out

IO ポートに出力します。

3.41. ping

ネットワーク上のホストに ICMP ECHO_REQUEST を送ります。

192.168.1.1 に ping:

Bishop # ping 192.168.1.1
dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46
MAC: 00:1d:2d:00:00:0b

環境変数gatewayipにゲートウェイのIPアドレスを設定すれば、ローカルネットワークの外にも送ることができます。

3.42. printenv

設定されている環境変数の一覧を表示します。

Bishop # printenv

3.43. protect

フラッシュのプロテクトを解除します。

3.44. rarpboot

...

3.45. reset

ボードをリセットします。

3.46. run

任意の環境変数に設定されたコマンドを実行します。

3.47. saveenv

現在の環境変数を保存します。

Bishop # saveenv

Bishopの場合、NORの003F0000h〜に保存されます。アドレスマップも参照してください。

3.48. setenv

環境変数を設定します。

環境変数 ipaddr に 192.168.1.5 を設定:

Bishop # setenv ipaddr 192.168.1.5

3.49. sleep

スリープします。

5秒スリープ:

Bishop # sleep 5

3.50. tftpboot

TFTPによるネットワーク起動を行います。

TFTPサーバからU-Boot形式のLinuxカーネル (uImage) を転送して起動:

Bishop # setenv ipaddr <IP アドレス>
Bishop # setenv netmask <ネットマスク>
Bishop # setenv serverip <TFTP サーバの IP アドレス>
Bishop # setenv autostart yes
Bishop # tftpboot 30900000 uImage

30900000h は転送先アドレスです。Bishopの場合、30900000h 以降がダウンロード用領域に割り当てられています。詳細はアドレスマップ を参照してください。

tftpbootコマンドの引数がない場合、転送先アドレスとファイル名は、 環境変数loadaddrとbootfileの値になります。

Bishop # setenv ipaddr <IP アドレス>
Bishop # setenv netmask <ネットマスク>
Bishop # setenv serverip <TFTP サーバの IP アドレス>
Bishop # setenv autostart yes
Bishop # setenv loadaddr 30900000
Bishop # setenv bootfile uImage
Bishop # tftpboot

環境変数autostartをyes以外の値に設定することで、起動をしないで転送のみを行うこともできます。フラッシュメモリに書き込むイメージを転送する場合はautostartの値を確認してください。

Bishop # setenv ipaddr <IP アドレス>
Bishop # setenv netmask <ネットマスク>
Bishop # setenv serverip <TFTP サーバの IP アドレス>
Bishop # setenv autostart
Bishop # tftpboot 30900000 uImage

出荷状態のBishopではloadaddr=30900000、bootfile=uImageになっています。

3.51. version

U-Boot のバージョンを表示します。

Bishop # version
U-Boot 1.2.0-pylone4 (Aug 12 2007 - 23:45:13)

4. 環境変数

4.1. autostart

bootmコマンドの挙動を指定する。

"yes"に設定するとbootp, rarpboot, tftpboot, diskbootの何れかでイメージが ダウンロードされた後、自動的にbootmコマンドが実行される。

"no"に設定すると引数またはloadaddr環境変数で指定されたアドレスにイメージを コピーするだけでbootmコマンドは実行されない。

4.2. bootaddr

4.3. bootargs

OSに渡される引数 (Linuxであればカーネルパラメータ)

4.4. bootcmd

bootコマンドまたはbootdelayで指定された遅延時間後に実行されるコマンド

4.5. bootdelay

autoboot(自動的に起動)するまでの遅延時間(秒)。-1でautobootを無効化。

4.6. bootdevice

4.7. bootfile

TFTPでダウンロードするファイル名

4.8. dnsip

4.9. dnsip2

4.10. domain

4.11. filesize

4.12. gatewayip

4.13. ipaddr

4.14. loadaddr

4.15. loads_echo

4.16. netmask

4.17. nvlan

4.18. quiet

4.19. rootpath

4.20. serverip

4.21. splashimage

4.22. stderr

4.23. stdin

4.24. stdout

4.25. ver

versionコマンドで表示されるバージョン文字列です。この環境変数はリードオンリーです。

4.26. verify

nにすると、bootmやautoscriptコマンド実行時にU-Boot形式のチェックサムを確認しません。

4.27. vlan

5. 出荷時の環境変数

6. リンク

• Das U-Boot -- the Universal Boot Loader
• ブログのU-Boot関連記事

• 1. 概要
• 2. Debian 基本システムの入手
• 3. ストレージの初期化
• 3.1. USB ストレージの場合
• 3.2. SD カードの場合
• 3.3. NFS-Root の場合
• 4. Debian 基本システムの展開
• 5. マウント前の設定
• 5.1. /ROOTFS/etc/fstab
• 5.1.1. USB ストレージの場合
• 5.1.2. SD カードの場合
• 5.1.3. NFS-Root の場合
• 5.2. /ROOTFS/etc/network/interfaces
• 5.3. /ROOTFS/etc/resolv.conf
• 6. カーネル起動パラメータの変更
• 6.1. USB ストレージの場合
• 6.2. SD カードの場合
• 6.3. NFS-Root の場合
• 7. 起動
• 7.1. USB ストレージ, SD カードの場合
• 7.2. NFS-Root の場合
• 8. ログイン
• 9. 起動後の設定
• 9.1. root のパスワード
• 9.2. APT の設定
• 9.3. タイムゾーンの設定
• 9.4. キーボードの配列
• 9.5. mtd-tools
• 9.6. udev
• 10. Tips
• 10.1. 起動の自動化

1. 概要

このドキュメントでは、ルートファイルシステムを外部のストレージに 置く手順について説明します。

Bishop のルートファイルシステム (Debian GNU/Linux 4.0 etch) がプリインストールされる NAND は書き込み速度が遅く、サイズも 128MB であるため、開発時のルートファイルシステムには不向きです。開発中のルートファイルシステムは外部ストレージに置くことをお勧めします。

以下の外部ストレージを対象とします。

• USB ストレージ (USB メモリ、USB HDD)
• SD カード
• NFS マウントしたディレクトリ (NFS-Root)

以降では、作業を行うマシンを「ホスト」、Bishop を「ターゲット」と呼びます。

ホストの環境は Debian GNU/Linux を想定しますが、一般的な Linux ディストリビュージョンであれば手順に大きな違いはありません。

インストールするのは Debian GNU/Linux ベースのルートファイルシステムです。

2. Debian 基本システムの入手

Debian基本システムをダウンロードします。

debootstrap コマンドで作った Debian 基本システムに株式会社パイロンが Bishop 向けに独自の修正を加えたものです。 この Debian 基本システムに関する質問を Debian プロジェクトにすることはご遠慮ください。

3. ストレージの初期化

3.1. USB ストレージの場合

ホストに USB ストレージを接続します。

GNOME や KDE などのデスクトップ環境の場合、フォーマット済の USB ストレージが 自動的にマウントされることがあります。 自動的にマウントされた場合はアンマウントしてください。

# umount /dev/sda1

USB ストレージのデバイスファイルを /dev/sda とします。それ以外の場合は、適時読み替えてください。

パーティションは以下の構成とします。

パーティションを作成するツールは色々ありますが、ここでは fdisk コマンドを 使った簡単な例を紹介します。

Bishop とは直接関係のない fdisk コマンドの詳細な解説はしません。

# fdisk /dev/sda

Command (m for help):

fdisk は対話形式です。m コマンドを入力するとヘルプが 表示されます。

Command (m for help): m
Command action
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition
   l   list known partition types
   m   print this menu
   n   add a new partition
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table
   q   quit without saving changes
   s   create a new empty Sun disklabel
   t   change a partition's system id
   u   change display/entry units
   v   verify the partition table
   w   write table to disk and exit
   x   extra functionality (experts only)

ストレージ購入直後の既存パーティションを消して、新たにルートファイルシステムと swap のパーティションを作るのであれば以下のようになります。

既存のパーテションを削除:

Command (m for help): d
Selected partition 1

ルートファイルシステムのパーティションを作成:

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-1011, default 1):
Using default value 1
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-1011, default 1011): 995

swap パーティションを作成:

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 2
First cylinder (996-1011, default 996):
Using default value 996
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (996-1011, default 1011):
Using default value 1011

swap パーティションのタイプをセット:

Command (m for help): t
Partition number (1-4): 2
Hex code (type L to list codes): 83

変更を反映:

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks

最後に、ルートファイルシステムのパーティションをフォーマットします。ここでは Bishop のカーネルがデフォルトで対応している ext3 ファイルシステムでフォーマットします。

# mkfs.ext3 /dev/sda1

ここでは fdisk を紹介しましたが、libpartd の GUI フロントエンドである gpartd (GNOME/Gtk+) や qtpartd (Qt) を試してみることをお勧めします。

gparted:

3.2. SD カードの場合

SD カードの場合、USB 変換アダプタを介してホストに 接続することがほとんどであると思われます。 その場合、ホストからは USB ストレージと同様に SCSI ディスクとして見えます。 手順についても USB ストレージの場合と変わりません。

3.3. NFS-Root の場合

NFS ルートの場合、NFS サーバで 対象ディレクトリを export します。NFS サーバの設定については NFS サーバの設定 を参照してください。

4. Debian 基本システムの展開

USB ストレージや SD カードの場合、ルートファイルシステムを任意のディレクトリにマウントします。

# mount /dev/sda1 /ROOTFS

以降では、USB ストレージや SD カードをマウントしたディレクトリや NFS でエクスポートしたディレクトリを /ROOTFS とします。

ダウンロードした Debian 基本システムを /ROOTFS へ展開します。

# tar xjvf etch_arm_bishop-20081215.tar.bz2 -C /ROOTFS

展開した中身をひとつ上の階層に移します。

# mv /ROOTFS/etch_arm_bishop-20081215/* /ROOTFS/

空になったディレクトリ etch_arm_bishop-20081215 を削除します。

# rmdir /ROOTFS/etch_arm_bishop-20081215

5. マウント前の設定

各設定ファイルを編集します。

5.1. /ROOTFS/etc/fstab

5.1.1. USB ストレージの場合

# <file system> <mount point>  <type> <options>                 <dump>  <pass>
proc            /proc          proc   defaults                    0       0
/dev/sda1       /              ext3   defaults,errors=remount-ro  0       0
/dev/sda2       none           swap   sw                          0       0

/dev/sda1, /dev/sda2 はターゲットのデバイスファイル名です。ホストのデバイスファイル名ではない点に注意してください。ターゲットに接続する USB ストレージがひとつだけであれば sda になります。

5.1.2. SD カードの場合

# <file system> <mount point>  <type> <options>                 <dump>  <pass>
proc            /proc          proc   defaults                    0       0
/dev/mmcblk0p1  /              ext3   defaults,errors=remount-ro  0       0
/dev/mmcblk0p2  none           swap   sw                          0       0

5.1.3. NFS-Root の場合

# <file system> <mount point>  <type> <options>                 <dump>  <pass>
proc            /proc          proc   defaults                    0       0

5.2. /ROOTFS/etc/network/interfaces

auto lo
iface lo inet loopback

# eth0 に DHCP で IP アドレスを割り当てる場合は
# 下の2行のコメントを外してください。
# auto eth0
# iface eth0 inet dhcp

# eth0 に静的 IP アドレスを割り当てる場合は
# 下の7行のコメントを外して、IP アドレス等を
# 設定してください。
# auto eth0
# iface eth0 inet static
#     address <IP アドレス>
#     network <ネットワークアドレス>
#     netmask <ネットマスク>
#     broadcast <ブロードキャスト>
#     gateway <ゲートウェイ>

NFS-Rootの場合、カーネル起動時にIPアドレスが割り当てられます。 /etc/network/interfacesで割り当てないようにしてください

5.3. /ROOTFS/etc/resolv.conf

search
nameserver <ネームサーバの IP アドレス>

DHCPサーバからネームサーバの IPアドレスを取得する場合、nameserver の行は要りません。

設定ファイルの編集が終わったらアンマウントします。

# umount /dev/sda1

6. カーネル起動パラメータの変更

ターゲットとホストをシリアルクロスケーブルで接続して、シリアルコンソールから U-Boot でカーネル起動パラメータを変更します。

シリアルコンソールの設定手順については クイックスタート を参照してください。 U-Boot については U-Boot リファレンスマニュアル を参照してください。

カーネルの起動パラメータ U-Boot の環境変数 bootargs で設定します。

6.1. USB ストレージの場合

Bishop # setenv bootargs root=8:1

root=/dev/sda1 のようにデバイスファイル名で指定することが出来ません。 デバイスのメジャー/マイナー番号で指定してください。理由については 起動パラメータrootについてを参照してください。

6.2. SD カードの場合

Bishop # setenv bootargs root=179:1

USB ストレージと同様、root=/dev/mmcblk0p1 のようにデバイスファイル名で指定することが出来ません。 デバイスのメジャー/マイナー番号で指定してください。理由については 起動パラメータrootについてを参照してください。

6.3. NFS-Root の場合

Bishop # setenv bootargs root=/dev/nfs nfsroot=<NFS サーバ IP>:/ROOTFS/ ip=<IP アドレス>:<サーバのIP><ゲートウェイのIP>:<ネットマスク>:<ホストネーム>:<デバイス>:<autoconf>

ip オプションでネットワーク設定のパラメータを ":" で区切って列挙します。 最低限必要なのは IP アドレスです。

IP アドレス: 192.168.1.100/24 の場合:

ip=192.168.1.100:::255.255.255.0:::

ここでは 静的 IP アドレスを割り当てる方法を紹介しましたが、 ip オプションでは、DHCP、BOOTP、RARP などで動的に割り当てることもできます。 詳細はカーネル付属文書 Documentation/nfsroot.txt を参照してください。

7. 起動

7.1. USB ストレージ, SD カードの場合

USB ストレージや SD カードのルートファイルシステムをマウントするために initrd が必要になります。 出荷状態の Bishop では、NOR の 00330000h に U-Boot 形式の initrd イメージが 置かれています。 まずはこの initrd イメージを SDRAM の 30800000h にコピーにします。

Bishop # cp 330000 30800000 30000

次に、bootm コマンドで initrd を指定して Linux を起動します。

Bishop # bootm 40000 30800000

各アドレスについてはアドレスマップ を 参照してください。

7.2. NFS-Root の場合

NFS-Root の場合は initrd は必要ありません。 NOR 上のカーネルを起動するだけです。

Bishop # bootm 40000

8. ログイン

起動後にログインできるユーザは root です。 初期状態ではパスワードは必要ありません。

シリアルコンソール (ttySAC0) と 本体のコンソール (ttyS) からログインできます。

9. 起動後の設定

9.1. root のパスワード

bishop:~# passwd
Enter new UNIX password: ←パスワードを入力
Retype new UNIX password: ←もう一度パスワードを入力
passwd: password updated successfully

9.2. APT の設定

必要であれば、/etc/apt/sources.list を編集します。

デフォルトの sources.list:

deb http://ftp.jp.debian.org/debian etch main

取得可能なパッケージの一覧を更新します。

aptitude update

9.3. タイムゾーンの設定

タイムゾーンの設定をします。

以下は Asia/Tokyo の場合です。

bishop:~# tzconfig
Your current time zone is set to Unknown
Do you want to change that? [n]: y

Please enter the number of the geographic area in which you live:


        1) Africa                       7) Australia

        2) America                      8) Europe

        3) US time zones                9) Indian Ocean

        4) Canada time zones            10) Pacific Ocean

        5) Asia                         11) Use System V style time zones

        6) Atlantic Ocean               12) None of the above


Then you will be shown a list of cities which represent the time zone
in which they are located. You should choose a city in your time zone.

Number: 5  ← Asia の 5

Aden Almaty Amman Anadyr Aqtau Aqtobe Ashgabat Ashkhabad Baghdad Bahrain
Baku Bangkok Beirut Bishkek Brunei Calcutta Choibalsan Chongqing Chungking
Colombo Dacca Damascus Dhaka Dili Dubai Dushanbe Gaza Harbin Hong_Kong
Hovd Irkutsk Istanbul Jakarta Jayapura Jerusalem Kabul Kamchatka Karachi
Kashgar Katmandu Krasnoyarsk Kuala_Lumpur Kuching Kuwait Macao Macau
Magadan Makassar Manila Muscat Nicosia Novosibirsk Omsk Oral Phnom_Penh
Pontianak Pyongyang Qatar Qyzylorda Rangoon Riyadh Riyadh87 Riyadh88
Riyadh89 Saigon Sakhalin Samarkand Seoul Shanghai Singapore Taipei
Tashkent Tbilisi Tehran Tel_Aviv Thimbu Thimphu Tokyo Ujung_Pandang
Ulaanbaatar Ulan_Bator Urumqi Vientiane Vladivostok Yakutsk Yekaterinburg
Yerevan

Please enter the name of one of these cities or zones
You just need to type enough letters to resolve ambiguities
Press Enter to view all of them again
Name: [] Tokyo
Your default time zone is set to 'Asia/Tokyo'.
Local time is now:      Thu Aug 16 23:00:18 JST 2007.
Universal Time is now:  Thu Aug 16 14:00:18 UTC 2007.

9.4. キーボードの配列

キーボードの配列 (keymap) を設定します。

bishop:~# aptitude install console-common console-data

インストール中に表示されるパッケージ設定画面から キーボードの配列を設定できます。 日本語の USB キーボードを使う場合は以下の順で選択 すればいいでしょう。

• "Select keymap from arch list"
• qwerty
• Japanese
• Standard

9.5. mtd-tools

Bishop 上で NOR や NAND の消去・書き込みを行う場合、 mtd-tools をインストールします。

bishop:~# aptitude install mtd-tools

9.6. udev

udev をインストールします。

bishop:~# aptitude install udev

udev の RTC は /dev/rtc0 ですが、hwclock コマンドは /dev/rtc を開こうとするため、RTC にアクセスできません。 これを回避するためには /etc/udev/links.conf に以下の行を追加してください。

L rtc /dev/rtc0

10. Tips

10.1. 起動の自動化

U-Boot のコマンドを環境変数 bootcmd に保存すれば起動を自動化できます。

USB ストレージの場合:

Bishop # setenv bootargs root=8:1
Bishop # setenv bootcmd cp 330000 30800000 30000 \; bootm 40000 30800000
Bishop # saveenv

bootcmd に複数のコマンドを設定する場合、コマンドの区切り文字は "\;" になります。 ";" はコマンドの終端で、"\" はエスケープ文字です。

1. NOR

1.1. U-BootによるNORの書き込み

U-BootによるNORへの書き込みをLinuxカーネルを例に説明します。

まず、TFTPでU-Boot形式のLinuxカーネルイメージを転送します。

Bishop # tftpboot 30900000 uImage
dm9000 i/o: 0x20000300, id: 0x90000a46
MAC: 00:1d:2d:00:00:0b
could not establish link
TFTP from server <TFTP サーバの IP>; our IP address is <IP アドレス>
Filename 'uImage'.
Load address: 0x30900000
Loading: #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #################################################################
         #########################
done
Bytes transferred = 1787100 (1b44dc hex) ←転送されたサイズ

次に、NORを消去します。ここではLinuxカーネルの領域であるセクタ11から56を消去します。

Bishop # erase 1:11-56

最後に、転送したイメージを書き込みます。この時、最後の引数には TFTPで転送したサイズを指定します。

Bishop # cp.b 30900000 40000 1b44dc

TFTPによるファイル転送の詳細については U-Bootリファレンスマニュアル を参照してください。

30900000〜 はダウンロード用に割り当てられた SDRAM上の領域です。詳細は アドレスマップ を参照してください。

U-BootによってU-Boot自体を書き換える事も可能ですが、書き込みに失敗した場合は起動できなくなります。 お客様がU-Bootを上書きした事による起動の不具合についてはサポート対象外とさせていただきます。

1.2. LinuxによるNORの書き込み

Bishopで動作するLinuxからNORへの書き込む手順をinitrdを例に説明します。

Linuxによる書き込みではMTD ^[1] ドライバが必要になります。まずはMTDドライバの有無を確認してください。

# cat /proc/mtd
dev:    size   erasesize  name
mtd0: 00400000 00010000 "Bishop NOR flash"
mtd1: 00040000 00010000 "U-Boot"
mtd2: 002f0000 00010000 "Kernel"
mtd3: 000c0000 00010000 "initrd"
mtd4: 00010000 00010000 "U-Boot environment variables"
mtd5: 08000000 00020000 "Root filesystem"

Bishopの標準カーネルではmtd0がNOR、mtd5がNANDになっています。mtd1からmtd4はNORの疑似パーティションです。今回はinitrdを書き込むため、mtd3が対象になります。initrd以外を書き込む場合は、 適時読み替えてください。

書き込む領域を消去します。

# flash_eraseall /dev/mtd3

U-Boot形式のinitrdイメージ (initrd.uimg) を mtd3に書き込みます。

# dd if=initrd.uimg of=/dev/mtd3

mtd のパーティションについては アドレスマップも参照してください。

Bishop標準カーネルではmtd1 (U-Boot) とmtd5 (U-Boot環境変数の保存領域) はリードオンリーになっています。

mtd0を消去するとU-Bootを含むNOR全体が消去され起動できなくなります。mtd0を消去しないようにご注意ください。

1.3. JTAG-ICE (デバッガ) によるNORの書き込み

ビットランの DR-01シリーズの場合を例に説明します。

1. 「ファイル」→「ファイルの読み込み」
2. 「追加」ボタンをクリック
3. フラッシュの一覧からMacronix MX29LV320AB 32MBit (4Mx8bit/2Mx16bit) を選択
4. フラッシュの設定して「OK」をクリック (アクセスサイズ: 16bit アクセス, 個数: 1, スタートアドレス: 0, ターゲットバス幅: 16bit)
5. Load Formatを選択 (Bishopの場合、通常はバイナリを選択)
6. ファイルイメージを選択して「開く」をクリック
7. 「バイナリファイルの書き込み開始アドレス」ダイアログでアドレスに0を指定して「OK」をクリック

1.4. ダウンロードケーブルによるNORの書き込み

1.4.1. 必要なもの

ダウンロードケーブルによる NORの書き込みには以下のものが必要になります。

• ダウンロードケーブル XC3
• Linuxがインストールされたパラレルポート付きPC
• ライタープログラム

1.4.2. ライタープログラムのコンパイル

ライタープログラムのコンパイル手順です。

ソースコード pljflash-0.9.2.tar.gz をダウンロードして、適当な場所に展開します。

$ tar xzvf pljflash-0.9.2.tar.gz

展開したソースコードのディレクトリに移動します。

$ cd pljflash-0.9.2

make します。

$ make

正常にコンパイルされれば、実行ファイルpljが出来ます。

1.4.3. 接続

ダウンロードケーブルでPCとBishopを接続します。PC側はパラレルポートに、Bishop側はJTAGのコネクタに接続します。JTAGのコネクタはダウンロードケーブル付属のバラ線を使います。

1.4.4. ライタープログラムの実行

U-Bootを書き込む場合を例に説明します。

書き込むイメージファイルを引数にpljをroot権限で実行します。

# plj u-boot.bin

1.4.5. 参考

弊社ブログ記事 - CPUボードBishop (6) 『フラッシュメモリの書き込み』

2. NAND

2.1. U-BootによるNANDの書き込み

U-BootによるNANDの書き込みはサポート対象外とさせていただきます。

2.2. LinuxによるNANDの書き込み

jffs2ファイルシステム (rootfs.jffs2) の書き込みを例に説明します。

Linuxによる書き込みではMTDドライバが必要になります。あらかじめMTDドライバの有無を確認してください。

まず、NANDを消去します。Bishopの標準カーネルではNANDのMTDデバイスはmtd5になります。

$ flash_eraseall /dev/mtd5

nandwrite^[2] コマンドで書き込みます。

$ nandwrite /dev/mtd5 rootfs.jffs2

• 1. Dhrystone
• 2. bonnie++
• 2.1. SD カード
• 2.2. USB メモリ
• 2.3. NAND (via MTD)

1. Dhrystone

http://garbo.uwasa.fi/pub/pub/pc/source/dhrys.zip を使用 (参考: http://thinkit.co.jp/cert/article/0609/10/1/2.htm)

Running dhrystone (Level 1 optimization, without registers)
./dhrystone
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 89285 dhrystones/second
./dhrystone
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 89285 dhrystones/second
./dhrystone
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 87719 dhrystones/second


Running dhrystone (Level 1 optimization, with registers)
./dhrystoneR
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 96153 dhrystones/second
./dhrystoneR
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 96153 dhrystones/second
./dhrystoneR
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 98039 dhrystones/second


Running dhrystone (Level 2 optimization, without registers)
./dhrystoneO
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 161290 dhrystones/second
./dhrystoneO
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 161290 dhrystones/second
./dhrystoneO
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 161290 dhrystones/second


Running dhrystone (Level 2 optimization, with registers)
./dhrystoneRO
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 161290 dhrystones/second
./dhrystoneRO
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 161290 dhrystones/second
./dhrystoneRO
Dhrystone(1.1) time for 50000 passes = 0
This machine benchmarks at 161290 dhrystones/second

2. bonnie++

2.1. SD カード

• カーネル: Linux 2.6.22.1-pylone0
• ホストコントローラ: S3C2440A MMC/SD/SDIO Controller
• ファイルシステム: ext3
• メディア: SanDisk SDSDB-2048-J60

bonnie++ -u root -d /mnt/mmc
Using uid:0, gid:0.
Writing with putc()...done
Writing intelligently...done
Rewriting...done
Reading with getc()...done
Reading intelligently...done
start 'em...done...done...done...
Create files in sequential order...done.
Stat files in sequential order...done.
Delete files in sequential order...done.
Create files in random order...done.
Stat files in random order...done.
Delete files in random order...done.
Version  1.03       ------Sequential Output------ --Sequential Input- --Random-
                    -Per Chr- --Block-- -Rewrite- -Per Chr- --Block-- --Seeks--
Machine        Size K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP  /sec %CP
bishop         300M   683  93  2499  71  2048  60   806  99  5563  90  64.4   7
                    ------Sequential Create------ --------Random Create--------
                    -Create-- --Read--- -Delete-- -Create-- --Read--- -Delete--
              files  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP
                 16   896  93 19925 100  1381  90   823  85 +++++ +++  1277  84
bishop,300M,683,93,2499,71,2048,60,806,99,5563,90,64.4,7,16,896,93,19925,100,1381,90,823,85,+++++,+++,1277,84

2.2. USB メモリ

• カーネル: Linux 2.6.22.1-pylone0
• ホストコントローラ: S3C2440A USB Host Controller
• ファイルシステム: ext3
• メディア: ELECOM MF-AU201GSV

bishop:~# bonnie++ -u root -d /media/usb
Using uid:0, gid:0.
Writing with putc()...done
Writing intelligently...done
Rewriting...done
Reading with getc()...done
Reading intelligently...done
start 'em...done...done...done...
Create files in sequential order...done.
Stat files in sequential order...done.
Delete files in sequential order...done.
Create files in random order...done.
Stat files in random order...done.
Delete files in random order...done.
Version  1.03       ------Sequential Output------ --Sequential Input- --Random-
                    -Per Chr- --Block-- -Rewrite- -Per Chr- --Block-- --Seeks--
Machine        Size K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP  /sec %CP
bishop         300M   741  95   841  18   419   7   815  93   959   5  17.5   2
                    ------Sequential Create------ --------Random Create--------
                    -Create-- --Read--- -Delete-- -Create-- --Read--- -Delete--
              files  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP
                 16   744  77 19914 100   641  42   586  60 +++++ +++   607  39
bishop,300M,741,95,841,18,419,7,815,93,959,5,17.5,2,16,744,77,19914,100,641,42,586,60,+++++,+++,607,39

2.3. NAND (via MTD)

• カーネル: Linux 2.6.22.1-pylone0
• ホストコントローラ: S3C2440A NAND Controller
• ファイルシステム: jffs2
• メディア: Samsung K9K1G08U0A

bishop:~# bonnie++ -u root -s 50 -r 24 -d /tmp
Using uid:0, gid:0.
Writing with putc()...done
Writing intelligently...done
Rewriting...done
Reading with getc()...done
Reading intelligently...done
start 'em...done...done...done...
Create files in sequential order...done.
Stat files in sequential order...done.
Delete files in sequential order...done.
Create files in random order...done.
Stat files in random order...done.
Delete files in random order...done.
Version  1.03       ------Sequential Output------ --Sequential Input- --Random-
                    -Per Chr- --Block-- -Rewrite- -Per Chr- --Block-- --Seeks--
Machine        Size K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP K/sec %CP  /sec %CP
bishop          50M   691  94  2547  71  3181  71   901  98 29691  99  2627  99
                    ------Sequential Create------ --------Random Create--------
                    -Create-- --Read--- -Delete-- -Create-- --Read--- -Delete--
              files  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP  /sec %CP
                 16   898  93 19879 100  1390  91   908  93 +++++ +++  1320  87
bishop,50M,691,94,2547,71,3181,71,901,98,29691,99,2626.7,99,16,898,93,19879,100,1390,91,908,93,+++++,+++,1320,87

このドキュメントでは、なぜ /dev/sda1 のようなデバイスファイル名ではなくメジャー番号とマイナー番号で指定しなくてはならないかを説明します。

/dev/sda1 のようなデバイスファイル名は人間にとっての識別子です。 カーネルはデバイスをメジャー番号とマイナー番号で管理します。 root パラメータにデバイスファイル名が与えられた場合、 カーネルはこれをメジャー番号とマイナー番号へ変換します。

Linux-2.4 では以下のような変換用のテーブルを持っていたので、デバイスやドライバの有無に関わらず変換できました。

static struct dev_name_struct {
	const char *name;
	const int num;
} root_dev_names[] __initdata = {
	{ "nfs",     MKDEV(NFS_MAJOR, NFS_MINOR) },
	{ "hda",     0x0300 },
		:
		:
	{ "ftld", 0x2c18 },
	{ "mtdblock", 0x1f00 },
	{ "nb", 0x2b00 },
	{ NULL, 0 }

一方、Linux-2.6 ではこの仕組みはなくなり、sysfs を使った変換になりました。

name_to_dev_t():

/* 変換のため、sysfs を一時的にマウント */
int mkdir_err = sys_mkdir("/sys", 0700);
if (sys_mount("sysfs", "/sys", "sysfs", 0, NULL) < 0)
	goto out;

try_name():

/* デバイスドライバが sysfs に登録したメジャー/マイナー番号を読む */
sprintf(path, "/sys/block/%s/dev", name);
fd = sys_open(path, 0, 0);
if (fd < 0)
	goto fail;
len = sys_read(fd, buf, 32);
sys_close(fd);

USB ストレージや SD カードの場合、変換が行われるタイミングではデバイスが検出されていないため、メジャー番号とマイナー番号が sysfs に登録されていません。 結果として変換に失敗し、カーネルはルートファイルシステムをマウントできません。

USB ストレージや SD カードの場合にメジャー番号とマイナー番号を直接指定するのは、この問題を回避するためです。