NetBSD/evbarm (APC8750) への道

NetBSD BoF 2014

2014/07/12Hiroshi Tokuda

NetBSD/evbarm の可能性を探るプレゼンです

というのは嘘で、よくある移植の話です。

シリアルから文字が出て喜ぶ人向け。

きっかけ● 自分でも「動いた、わぁい」を味わいたい

– かといって、むつかしいことはできない– パラメータをちょっといじるレベルで何とかそれを味わ

えないものか● ARMの似たような板を買ってみる

– Raspberry PIはARM11らしい– VIAのAPC8750はARM11らしい– しかも4,000円ぐらいで安い– シリアルが生えていて、はんだ付け不要

● これだ

届いた（http://apc.io/）● WonderMedia WM8750 800MHz● DDR3 512MB, 2GB Nand● HDMI, VGA, USB2.0x4, Audio in/out● MicroSD● 10/100 Ethernet● Neo-ITX

● ん？ WM8750

ARMというのはだな● なんだか、とても複雑である● 落ち着いてsrc/sys/arch/{evb}armを見てみよう● これはいかん● パラメータをちょろっと直すだけでは済まない● なんとドキュメントが公開されていない● Linuxのソースだけはある

つついさん曰く

NetBSD移植 いまむかし, Tsutsui Izumi, OSC2012愛媛 よりhttp://www.ceres.dti.ne.jp/tsutsui/osc12eh/img33.html

まずはシリアルから文字● u-boot優秀● すばやくリターンキーを押す

– u-bootプロンプトが出る● tftpでカーネルを食わせられる● mm.lで@が出れば勝ち。 @rshさんからの情報

WMT # mm.l d8200000

d8200000: 0000003a ? 40

@d8200004: 0000000d ? .

まずはxxx_start.S● スタートアップルーチン● アセンブラで書かれている● ARMアセンブラの勉強がてら、rpi_start.Sを読

むことにした● コメント含めて328行

rpi_start.Sの流れ

① 割り込みを禁止する

② L1ページ変換テーブルを0に初期化

③ 最低限のマッピングをL1ページ変換に設定

④ 各種キャッシュをOFF

⑤ L1ページテーブルをセット

⑥ コントロールレジスタを調整

⑦ MMUをON

⑧ スタートルーチンへジャンプ

APCむけのカーネルを作る

● rpi_start.Sをぱくる+ほかのデバイス削りまくる● どこまで動いているか知りたい

– netwalker_start.Sにデバッグルーチンがある @bsh_twさん– コピってアドレスを合わせると文字が出るように!

● MMUをonにすると、異世界に旅立ってしまう– デバッグルーチンがレジスタをつぶしていた

● xxx_machdep.cのinitarmに来たらCの世界　　　　　　　*(volatile int *)0xfe200000 = 0x40;

printf

● consinitを実装する● 16650なシリアルドライバをパクる● どれがいいかな

– HDL-Gがシンプルで分かりやすい @nonakap さん作● なんか動いた、けど遅い

– エスパーによる高速化 @rshさん– ビジーループ

● printfが動けば勝ったようなもの、という意味を知る

NetBSDバナーが出た● 適当に作っているところを合わせるとバナーが出た

– 動いたわぁい感– けど、シリアルの入力ができない

● 気分転換にシリアルケーブルを工作して見栄えを改善しよう– シリアルポートが物理的に壊れた– 実質、手も足も出ません

● ここまで来たから、– もういいや– もう少し

● もう一台発注。絶対に負けられない戦い感。

二代目と割り込み● おちついて割り込みコントローラに着手

– 実は、関係ないのだった● 割り込みコントローラ、さっぱりわからん

– Linuxのソースはある– 読み替え作戦

● LinuxとNetBSDの両方にある機種を探し、どう移植すればよいのかを実例から学ぶ– GEMINIが簡単そう– 以後、GEMINIさんに大変お世話になりました

足らぬ足らぬは初期化が足らぬ● 割り込みのざっくりした知識はあるが実際にどう動くの

かは知らなかった● シリアル入力の割り込みが割り込みコントローラで捕捉

できるのを見たかった– 割り込みコントローラの初期化で全部を割り込みONにするが上がってこない

– シリアルデバイス側の割り込みをONにするということを知らなかった

● あれ？　u-bootとかなんで動いているんだろう– ポーリング?

シリアル入力に戻る● 割り込みが来たらcomの割り込みルーチンに飛ぶよう

になった● 追っかけると明らかにおかしなところで止まっている

– まさか、16550じゃない?

– そのまさかだ!　フハハハ– 独自にシリアルのドライバを作らないとダメ– ちょろっとパラメータを修正するだけだったのに– せめてroot deviceぐらいは入力できるようにしたい– ポーリングだ!

ポーリング入力● 俺よりサイズの小さい奴に会いにゆく

　　25,419 arm/clps711x/clpscom.c

　　26,322 arm/ep93xx/epcom.c

　　18,175 arm/footbridge/footbridge_com.c

　　26,658 arm/ixp12x0/ixp12x0_com.c

　　48,257 arm/s3c2xx0/sscom.c

　　34,717 arm/sa11x0/sa11x0_com.c

　　58,808 arm/imx/imxuart.c

● ポーリングで動かすだけならcnputcなどcnシリーズだけでよい– 特定のアドレスから読む/書くだけの話– これならできそう

/sbin/initが動かないかなー● メモリが512MBもあるのでmdで動かせば

– テキトーにramdisk.fsをつくってmdsetimage

– うごかねー● /sbin/initはユーザ空間で動いているのでprintfとか使えないよ

– print_consoleとかいうのがありますな(open,write)

– やったpanicした!

– あれ、もしかしてddb使える?

– ぐるぐるまわって結局デバイスのメジャー番号がなかった– 新しいデバイスを作っている感を満喫

ユーザランドからカーネルへ● openを動かす

– ソフトウェア割込み経由でカーネルに入り、vn_open -> spec_open -> cdev_open -> cn_open -> spec_open -> cdev_open -> wmtcomopen

● あとはひとつひとつ元のドライバから写経する– 文字が出るようになった!

● /sbin/initがデバッグできる– おや? forkのようすが– たまにsleepして掴んだCPUを手放せばいいんじゃ

NetBSD/evbarm 6.99.24

This menu-driven tool is designed to help you install NetBSD to a hard disk,

or upgrade an existing NetBSD system, with a minimum of work.

In the following menus type the reference letter (a, b, c, ...) to select an

item, or type CTRL+N/CTRL+P to select the next/previous item.

The arrow keys and Page-up/Page-down may also work.

Activate the current selection from the menu by typing the enter key.

lqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqk

xwmtcom: ioctlion messages in English x

x b: Messages d'installation en fran軋is x

x c: Installation auf Deutsch x

x d: Komunikaty instalacyjne w jezyku polskim x

x e: Mensajes de instalacion en castellano x

mqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqj

割り込みを使った入力● なんか写経で動いた

タイマードライバの呪いを解く● /sbin/initをいじってうんたらかんたら● nanosleepとかdelayをさぼっている

– きっとタイマードライバがダメなんだ● コピペのタイマードライバからの卒業

– 初期化ルーチン● レジスタの仕様にあわせて一つ一つ

– Delay● タイマーレジスタから値を取って、delayさせたいマイクロ秒数経過するまでループするってだけだった

● 手直しなしで動くようになった!

その後● rebootできるようになった● 最近のcurrentで動かせるようになった● USBを動かしたい

– なんかしらんがPCIブリッジドライバ?

– そんなものはない（はず）– メモリ上にPCIのレジスタがあるように見せている– (ﾟДﾟ)ﾊｧ?

● まぁ、動いた、わぁい、が実現したので嬉しい

やっぱり、つついさんは正しかった

NetBSD移植 いまむかし, Tsutsui Izumi, OSC2012愛媛 よりhttp://www.ceres.dti.ne.jp/tsutsui/osc12eh/img33.html

色々とご指導いただいた皆様どうもありがとうございました!