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WSL で Preloader / U-Boot をビルドしてみる 【その 2】 ビルド編

WSL で Preloader / U-Boot をビルドしてみる 【その 2】 ビルド編

  • 更新

Windows 10 から Linux を利用するための仕組みとして、WSL（Windows Subsystem for Linux）が利用できるようになっています。

この記事では、WSL を利用して Arria® 10 SoC FPGA 開発ボードおよび Cyclone® V SoC FPGA 開発ボード向けの Preloader ／ U-boot をビルドした際の手順を紹介します。

この「【その 2】 ビルド編」では、WSL 上で Preloader ／ U-boot をビルドする手順について解説します。

__.png 注記：
WSL を利用するための環境設定については、「【その 1】 環境セットアップ編」をご覧ください。

 

1.　Git ツリーのクローンを作成し Preloader／U-boot をビルドする

__.png 参考：
この章で説明している内容は、RocketBoards.org ポータルサイトの以下のページを参考にしています。
　Compiling Linux

リンク先ページの以下のタブをご参照ください。
　3. Host Setup for Angstrom
　5. Building Kernel and U-Boot Separately From Git Trees

1-1.　ホスト・セットアップ

以下の手順により、ホスト PC のセットアップを行います。

● 次のコマンドにより、必須パッケージをインストールします。

$ sudo apt-get install repo sed wget cvs subversion git coreutils unzip texi2html texinfo libsdl1.2-dev docbook-utils gawk python-pysqlite2 diffstat help2man make gcc build-essential g++ desktop-file-utils chrpath libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev mercurial autoconf automake groff libtool xterm lib32z1

__.png 注記：
RocketBoards.org の “Compiling Linux - 3. Host Setup for Angstrom” のページで説明しているコマンドラインではエラーが出るため、上記のコマンドでは、
・ phablet-tools を repo
・ git-core を git
に変更しています。

 blobid0.png

【図 1】 必須パッケージのインストール

● ホストマシンが 64 ビットバージョン OS を実行している場合、次のコマンドにより、追加パッケージをインストールする必要があります。

$ sudo apt-get install lib32ncurses5 lib32z1 lib32stdc++6

__.png 注記：
RocketBoards.org の “Compiling Linux - 3. Host Setup for Angstrom” のページで説明しているコマンドラインではエラーが出るため、上記のコマンドでは、 ia32-libs を lib32ncurses5 と lib32z1 に変更しています。

 blobid1.png

【図 2】 ホストマシンが 64 ビット OS の場合は追加パッケージをインストールする


● 次のコマンドにより、 /bin/sh が dash ではなく bash を指すように変更する必要があります。

$ sudo dpkg-reconfigure dash
  ※ ここで、<いいえ> を選択します
$ sudo ln -sf bash /bin/sh

 blobid2.png

【図 3】 /bin/sh が dash ではなく bash を指すように変更する

 

 

1-2.　ビルド・ツールチェーンをダウンロードして設定する

次のコマンドにより、 U-boot をビルドするために使用するツールチェーン（コンパイラー）のダウンロードと設定を行います。

$ wget https://releases.linaro.org/archive/15.06/components/toolchain/binaries/4.8/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
$ tar -Jxvf gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
$ export PATH=~/gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/:$PATH
$ export CROSS_COMPILE=~/gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-

__.png 注記：
RocketBoards.org の “Compiling Linux - 5. Building Kernel and U-Boot Separately From Git Trees” のページで説明しているコマンドラインでは make 時にエラーが発生したため、
上記のコマンドではツールチェーンを gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.8-2014.04_linux から gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf に変更しています。

blobid3.png

 【図 4】 ツールチェーン（コンパイラー）のダウンロードと設定

 

 

1-3.　Arria® 10 SoC ブートローダー（U-boot）をビルドする例

● 社内ネットワークなどでプロキシがある場合は、git clone の実行前に次のコマンドでプロキシの設定が必要です。

$ git config --global http.proxy http://your.proxy.address:proxy.port

__.png 注記：
上記のプロキシ設定において、 your.proxy.address はプロキシアドレス、
proxy.port はプロキシポート番号　を意味します。

● U-boot git ツリーをクローンします。

$ git clone http://github.com/altera-opensource/u-boot-socfpga
$ cd u-boot-socfpga
$ git checkout socfpga_v2014.10_arria10_bringup

__.png 注記：
上記のコマンド例では、Arria® 10 SoC に対応している socfpga_v2014.10_arria10_bringup ブランチを使用しています。

blobid4.png

【図 5】 U-boot git ツリーをクローン

● dtc（device-tree-compiler）がインストールされているかを確認します。インストールされていないと、make 時に dtc が無いエラーが出てしまいますので、ここで device-tree-compiler をインストールしておきます。

$ which dtc
$ dtc --version
$ sudo apt install device-tree-compiler

blobid5.png

【図 6】 dtc（device-tree-compiler）の確認とインストール

● Arria® 10 SoC の U-Boot をビルドします。

$ make mrproper
$ make socfpga_arria10_defconfig
$ make

blobid6.png

【図 7】 Arria® 10 SoC の U-Boot をビルド

 

 

1-4.　Cyclone® V SoC ブートローダー（Preloader／U-boot）をビルドする例

● 社内ネットワークなどでプロキシがある場合は、git clone の実行前に次のコマンドでプロキシの設定が必要です。

$ git config --global http.proxy http://your.proxy.address:proxy.port

__.png 注記：
上記のプロキシ設定において、 your.proxy.address はプロキシアドレス、
proxy.port はプロキシポート番号　を意味します。

● U-boot git ツリーをクローンします。

$ git clone http://github.com/altera-opensource/u-boot-socfpga
$ cd u-boot-socfpga
$ git checkout socfpga_v2013.01.01

__.png 注記：
上記のコマンド例では、Cyclone® V SoC ／ Arria® V SoC に対応している socfpga_v2013.01.01  ブランチを使用しています。

blobid7.png

【図 8】 U-boot git ツリーをクローン

● Cyclone® V SoC の Preloader と U-Boot をビルドします。

$ make mrproper
$ make socfpga_cyclone5_config
$ make

__.png 注記：
上記２行目のコマンドにおいて、Arria® V SoC 向けにコンパイルする場合は、
make  socfpga_arria5_config に置き換えてください。 

blobid8.png

【図 9】 Cyclone® V SoC の Preloader と U-Boot をビルド

__.png 注記：
この手順で生成される Preloader / U-Boot は、Cyclone® V SoC Development Kit / Arria® V SoC Development Kit でのみ使用可能です。同様の手順で、その他のボード向けの Preloader / U-Boot を生成するためには、ソースツリーにボード依存の設定を与える方向で改造が必要となります。

他のバージョンのソースツリーがベースとなりますが、Rocketboards.org にカスタムボードへの対応方法も紹介されています。
Mainline u-Boot for SoCFPGA | Rocketboards.org

 

2.　生成した Preloader ／ U-boot に mkpimage ヘッダーを付加する

2-1.　Arria® 10 SoC U-Boot に mkpimage ヘッダーを付加する

● 生成された Arria® 10 SoC の u-boot.bin（U-boot バイナリーファイル）は、そのままでは使用できません。
● Windows にあらかじめインストールしてある、SoC FPGA エンベデッド開発スイート（SoC EDS）を使用して、 mkpimage ヘッダーを付加する必要があります。

(1)
WSL の端末から、Windows のディレクトリー（この例では、C:\Arria10_boot）を作成し、生成した u-boot.bin をコピーします。

$ mkdir /mnt/c/Arria10_boot
$ cd u-boot-socfpga
$ cp u-boot.bin /mnt/c/Arria10_boot

blobid0.png

【図 10】 Windows のディレクトリーを作成し生成した u-boot.bin をコピー

(2)
Windows エクスプローラーを使用して、下記 SoC EDS のディレクトリーにある devicetree.dtb ファイルを、作成した Windows のディレクトリー（この例では、C:\Arria10_boot）に コピーしておきます。

C:\intelFPGA\<バージョン>\embedded\examples\hardware\a10_soc_devkit_ghrd\software\bootloader

blobid1.png

【図 11】 devicetree.dtb ファイルを Windows のディレクトリーにコピー

__.png 注記：
上の例は Arria® 10 SoC Development Kit をターゲットとした内容で記載しています。オリジナルのデザイン向けには、BSP-Editor で生成される devicetree.dts を元に、SoC EDS Command Shell 上で以下のコマンドを実行して変換した devicetree.dtb を使用してください。

$ dtc -I dts -O dtb -o devicetree.dtb devicetree.dts


(3)
SoC EDS Command Shell を起動します

blobid2.png

【図 12】 SoC EDS Command Shell を起動

(4)
SoC EDS Command Shell から以下のコマンドを実行し、u-boot.bin に devicetree.dtb ファイルを連結して、u-boot_w_dtb.bin ファイルを作成します。

$ cd "C:\Arria10_boot"
$ cat u-boot.bin devicetree.dtb > u-boot_w_dtb.bin

(5)
以下のコマンドを実行し u-boot_w_dtb.bin ファイルに mkpimage ヘッダーを付加して、 uboot_w_dtb-mkpimage.bin ファイルを生成します。

$ mkpimage --header-version 1 -o uboot_w_dtb-mkpimage.bin u-boot_w_dtb.bin u-boot_w_dtb.bin u-boot_w_dtb.bin u-boot_w_dtb.bin

blobid3.png

【図 13】 mkpimage ヘッダーを付加して uboot_w_dtb-mkpimage.bin ファイルを生成

● uboot_w_dtb-mkpimage.bin ファイルを SD カードに書き込みます。

$ alt-boot-disk-util.exe -B uboot_w_dtb-mkpimage.bin -a write -d <SD Card ドライブレター>

blobid4.png

【図 14】 uboot_w_dtb-mkpimage.bin ファイルを SD カードに書き込む

__.png 参考：
SD カードへの書き込み方法詳細は以下の記事をご参照ください。
　SoC FPGA ブート用 SD カードイメージの作り方

 

 

2-2.　Cyclone® V SoC Preloader に mkpimage ヘッダーを付加する

● 生成された Cyclone® V SoC の spl/u-boot-spl.bin（Preloader バイナリーファイル）は、そのままでは使用できません。
● Windows にあらかじめインストールしてある、SoC FPGA エンベデッド開発スイート（SoC EDS）を使用して、mkpimage ヘッダーを付加する必要があります。

(1)
WSL の端末から、Windows のディレクトリー（この例では、C:\CycloneV_boot）を作成し、生成した u-boot.img と spl/u-boot-spl.bin をコピーします。

$ mkdir /mnt/c/CycloneV_boot
$ cd u-boot-socfpga
$ cp u-boot.img /mnt/c/CycloneV_boot
$ cp spl/u-boot-spl.bin /mnt/c/CycloneV_boot

blobid5.png

【図 15】Windows のディレクトリーを作成し生成した u-boot.img と spl/u-boot-spl.bin をコピー

(2)
SoC EDS Command Shell を起動します。

blobid2.png

【図 16】 SoC EDS Command Shell を起動

(3)
SoC EDS Command Shell から以下のコマンドを実行し u-boot-spl.bin ファイルに mkpimage ヘッダーを付加して、preloader-mkpimage.bin ファイルを生成します。

$ cd "C:\CycloneV_boot"
$ mkpimage --header-version 0 -o preloader-mkpimage.bin u-boot-spl.bin u-boot-spl.bin u-boot-spl.bin u-boot-spl.bin

● preloader-mkpimage.bin ファイルと u-boot.img ファイルを SD カードに書き込みます。

$ alt-boot-disk-util.exe -p preloader-mkpimage.bin -b u-boot.img -a write -d <SD Card ドライブレター>

mceclip0.png

【図 17】 mkpimage ヘッダーの付加と SD カードへの書き込み

__.png 参考：
SD カードへの書き込み方法詳細は以下の記事をご参照ください。
　SoC FPGA ブート用 SD カードイメージの作り方

 

 

まとめ

今まで Windows で Linux を使用する場合は、VirtualBox などの仮想マシン環境をインストールし、
各種設定を行う必要がありましたが、WSL によりとても簡単に Linux を使うことができました。

尚、この記事に記載の手順で Preloader と U-Boot のビルドには成功していますが、ツールバージョン v19.2 現在、Arria® 10 SoC FPGA 向けに U-Boot をビルドする公式な手順としては、Linux OS 環境下での作業が要件となっています。

この記事に記載の手順は非公式となりますので、WSL の利用についてはユーザー様の自己責任でご判断ください。

 

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