# Building Embedded Linux ## การสร้างระบบจำลองสำหรับสถาปัตยกรรม ARM ด้วยชุดเครื่องมือ Buildroot บนโปรแกรม QEMU ทำการติดตั้งโปรแกรมและไลบรารีที่เกี่ยวข้อง ```shell-session $ sudo apt install autoconf automake libtool libexpat1-dev libncurses5-dev bison flex patch curl cvs texinfo build-essential subversion gawk python-dev gperf ncurses-dev g++ gcc texi2html nfs-kernel-server ``` สร้างไดเรกทอรีสำหรับเก็บ root filesystem ของระบบปฏิบัติการ Embedded Linux ด้วยโปรโตคอลประยุกต์ NFS (Network File System) ผ่านระบบเครือข่าย LAN ```shell-session $ mkdir ~/nfsroot ``` แล้วทำการตั้งค่าไดเรกทอรีที่ต้องการแชร์ผ่าน NFS ภายในไฟล์ /etc/exports ด้วยคำสั่งข้างล่างนี้ ```shell-session $ sudo nano /etc/exports /home/student/nfsroot *(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check) ``` เริ่มเรียกบริการ NFS Server ใหม่อีกครั้ง ```shell-session $ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart ``` ติดตั้งเครื่องมือ buildroot ซึ่งเป็น cross-compiling toolchain ```shell-session $ wget http://buildroot.uclibc.org/downloads/buildroot-2013.05.tar.gz $ tar -xzvf buildroot-2013.05.tar.gz $ cd buildroot-2013.05/ ``` ตั้งค่าระบบปฏิบัติการลีนุกซ์แบบฝังตัวเพื่อให้รองรับรายละเอียดของสถาปัตยกรรมและรายละเอียดอื่นๆดังนี้ ```shell-session $ make menuconfig ``` โดยให้ตั้งค่าดังนี้ | Target Architecture ==> **ARM (little endian)** | | ------------------------------------------------------------------------------------------- | | Target Architecture Variant ==> **arm926t** | | Target ABI ==> **EABI** | | System Configuration ==> **serial port to run getty on (ttyAMA0)** | | Package Selection ==> **Busybox** | | FileSystem Images ==> **cpio the root filesystem และ tar the root filesystem** | | Kernel ==> **ระบุชื่อ defconfig เป็น “****versatile****”** | | Kernel ==> **Kernel binary format to zImage** | {% tabs %} {% tab title="Target setting" %}
{% endtab %} {% tab title="File system setting" %}
{% endtab %} {% tab title="Kernel setting" %}
{% endtab %} {% endtabs %} ```shell-session $ make $ ls -al output/images/ total 6712 drwxr-xr-x 2 student student 4096 2013-07-22 11:45 . drwxr-xr-x 8 student student 4096 2013-07-22 21:03 .. -rw-r--r-- 1 student student 1922560 2013-07-22 21:03 rootfs.cpio -rw-r--r-- 1 student student 858843 2013-07-22 21:03 rootfs.cpio.gz -rw-r--r-- 1 student student 2181120 2013-07-22 21:03 rootfs.tar -rw-r--r-- 1 student student 1895000 2013-07-22 11:44 uImage $ cp output/images/uImage ~/qemu/ ``` วาง root filesystem ไปยัง ไดเรกทอรี NFS ชื่อว่า \~/nfsroot ที่เครื่อง Host ได้เปิดแชร์ไว้ ```shell-session $ sudo tar -xvf rootfs.tar ~/nfsroot/ $ sudo chown -R student:student ~/nfsroot ``` ขั้นตอนการสร้าง tun/tap device เพื่อกำหนดวงของระบบเครือข่ายท้องถิ่นภายในระหว่าง QEMU และเครื่อง Host เพื่อให้ระบบปฏิบัติการลีนุกซ์แบบฝังตัวภายใน QEMU สามารถ mount ไดเรกทอรี NFS ที่เปิดแชร์ไว้บนเครื่อง Host ได้ โดยตั้งค่า IP Address ให้กับเครื่อง Host เป็น `192.168.1.1` และตั้งค่า IP Address สำหรับอุปกรณ์ target ซึ่งในที่นี้ก็คือ `192.168.1.101` ขั้นตอนต่อไปทำการติดตั้งโปรแกรม uml-utilities (ที่มีคำสั่ง tunctl) เพื่อให้สามารถจำลองสัญญาณระบบเครือข่าย (network traffic) ```shell-session $ sudo apt install uml-utilities $ sudo tunctl -u $(whoami) -t tap1 $ sudo ifconfig tap1 192.168.1.1 $ sudo route add -net 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 dev tap1 $ sudo sh -c "echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward" ``` ขั้นตอนสุดท้ายทำการรันโปรแกรม QEMU เพื่อจำลองการทำงานบอร์ดสมองกลฝังตัว (Versatile Board) และทำการโหลด root filesystem จากเครื่อง Host ```shell-session $ qemu-system-arm -M versatilepb -m 128M -kernel ~/uImage -append "console=ttyAMA0 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1:~/nfsroot ip=192.168.1.101" -net nic -net tap,ifname=tap1,script=no -nographic Set 'tap1' persistent and owned by uid 1000 SIOCADDRT: File exists Uncompressing Linux... done, booting the kernel. Booting Linux on physical CPU 0x0 Linux version 3.9.4 (student@marabuntu) (gcc version 4.7.3 (Buildroot 2013.05) ) #1 Mon Jul 22 11:44:32 PDT 2013 CPU: ARM926EJ-S [41069265] revision 5 (ARMv5TEJ), cr=00093177 CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache Machine: ARM-Versatile PB Memory policy: ECC disabled, Data cache writeback sched_clock: 32 bits at 24MHz, resolution 41ns, wraps every 178956ms Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 32512 Kernel command line: console=ttyAMA0 root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1:/home/student/nfsroot ip=192.168.1.101 PID hash table entries: 512 (order: -1, 2048 bytes) Dentry cache hash table entries: 16384 (order: 4, 65536 bytes) Inode-cache hash table entries: 8192 (order: 3, 32768 bytes) __ex_table already sorted, skipping sort Memory: 128MB = 128MB total Memory: 126192k/126192k available, 4880k reserved, 0K highmem Virtual kernel memory layout: vector : 0xffff0000 - 0xffff1000 ( 4 kB) fixmap : 0xfff00000 - 0xfffe0000 ( 896 kB) vmalloc : 0xc8800000 - 0xff000000 ( 872 MB) lowmem : 0xc0000000 - 0xc8000000 ( 128 MB) modules : 0xbf000000 - 0xc0000000 ( 16 MB) .text : 0xc0008000 - 0xc0342850 (3307 kB) .init : 0xc0343000 - 0xc035f87c ( 115 kB) .data : 0xc0360000 - 0xc0385440 ( 150 kB) .bss : 0xc0385440 - 0xc039f78c ( 105 kB) NR_IRQS:224 VIC @f1140000: id 0x00041190, vendor 0x41 FPGA IRQ chip 0 "SIC" @ f1003000, 13 irqs Console: colour dummy device 80x30 Calibrating delay loop... 300.44 BogoMIPS (lpj=1502208) pid_max: default: 32768 minimum: 301 Mount-cache hash table entries: 512 CPU: Testing write buffer coherency: ok Setting up static identity map for 0xc027e748 - 0xc027e7a0 NET: Registered protocol family 16 DMA: preallocated 256 KiB pool for atomic coherent allocations Serial: AMBA PL011 UART driver dev:f1: ttyAMA0 at MMIO 0x101f1000 (irq = 44) is a PL011 rev1 console [ttyAMA0] enabled dev:f2: ttyAMA1 at MMIO 0x101f2000 (irq = 45) is a PL011 rev1 dev:f3: ttyAMA2 at MMIO 0x101f3000 (irq = 46) is a PL011 rev1 ... Console: switching to colour frame buffer device 80x60 brd: module loaded physmap platform flash device: 04000000 at 34000000 physmap-flash physmap-flash.0: map_probe failed smc91x.c: v1.1, sep 22 2004 by Nicolas Pitre < nico@fluxnic.net > eth0: SMC91C11xFD (rev 1) at c8800000 IRQ 57 [nowait] eth0: Ethernet addr: 52:54:00:12:34:56 mousedev: PS/2 mouse device common for all mice TCP: cubic registered NET: Registered protocol family 17 VFP support v0.3: implementor 41 architecture 1 part 10 variant 9 rev 0 eth0: link up IP-Config: Guessing netmask 255.255.255.0 IP-Config: Complete: device=eth0, hwaddr=52:54:00:12:34:56, ipaddr=192.168.1.101, mask=255.255.255.0, gw=255.255.255.255 host=192.168.1.101, domain=, nis-domain=(none) bootserver=255.255.255.255, rootserver=192.168.1.1, rootpath= input: AT Raw Set 2 keyboard as /devices/fpga:06/serio0/input/input0 input: ImExPS/2 Generic Explorer Mouse as /devices/fpga:07/serio1/input/input1 VFS: Mounted root (nfs filesystem) on device 0:9. Freeing init memory: 112K Starting logging: OK Initializing random number generator... done. Starting network... ip: RTNETLINK answers: File exists Welcome to Burapha Embedded System Lab Burapha login: # ls # ls -al total 20 drwxr-xr-x 2 default default 4096 Jul 23 2013 . drwxr-xr-x 17 default default 4096 Jul 23 2013 .. -rw------- 1 root root 10 Jul 23 2013 .ash_history -rw-r--r-- 1 default default 0 May 31 2013 .bash_history -rw-r--r-- 1 default default 175 May 31 2013 .bash_logout -rw-r--r-- 1 default default 161 May 31 2013 .bash_profile # ```