SoC EDS v19.1 std / v19.3 pro から変更された新しいブートローダー生成フローの動作確認（付録：Linux バイナリーのビルド）

はじめに

以下の別冊資料では、ブートローダーから Linux を起動する方法を説明しています。
いずれの場合も、説明は Linux バイナリーが $LINUX_BIN フォルダーにあると想定しています。

SoC EDS v19.1 std / v19.3 pro から変更された新しいブートローダー生成フローの動作確認（Cyclone^® V SoC / Arria^® V SoC 編）
SoC EDS v19.1 std / v19.3 pro から変更された新しいブートローダー生成フローの動作確認（Arria^® 10 SoC 編）

上記の資料でブートローダーから Linux を起動するには、 Linux カーネル、デバイスツリー、およびルートファイル・システム（以降、RootFs）が必要です。

Linux を起動する際には、独自の Linux バイナリーを使用することもできます。
この資料ではそれらをビルドする方法を説明します。

1. 前提条件

■ この記事では以下の環境を使用しています（ここで使用している環境はあくまで一例です）：

Linux を実行しているホストマシン。VirtualBox + Ubuntu 16.04 を使用しました（他のバージョンでも機能する場合があります）。
ツールをダウンロードし、GitHub から U-Boot git ツリーをクローンするためのインターネット接続環境。ファイアウォールやプロキシがある場合は、システム管理者が git ツリーにアクセスできるようにする必要があります。
目的のデバイスを搭載したインテル^® SoC FPGA 開発キット： Cyclone^® V SoC / Arria^® V SoC / Arria^® 10 SoC

■ 社内ネットワークなどでプロキシがある場合、次のようなプロキシの設定が必要です。

/etc/apt/apt.conf ファイルをテキストエディターで開き、以下のようなプロキシ設定を記述して
セーブします。

$ sudo gedit /etc/apt/apt.conf

Acquire::http::proxy "http://your.proxy.address:proxy.port";
Acquire::https::proxy "https://your.proxy.address:proxy.port";
Acquire::ftp::proxy "ftp://your.proxy.address:proxy.port";

※ 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。

.bashrc ファイルをテキストエディターで開き、最終行に下記のようなプロキシを追記して
セーブします。

$ gedit ~/.bashrc

export http_proxy="http://your.proxy.address:proxy.port"
export https_proxy="https://your.proxy.address:proxy.port"
export ftp_proxy="ftp://your.proxy.address:proxy.port"

※ 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。

端末を一旦終了してから、再度端末を起動します。

■ Ubuntu 16.04 の端末を開き、次のコマンドを入力して、パッケージ情報を更新しておきます。

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get upgrade

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2. Linux バイナリーのビルド

ここでは、Linux バイナリーのビルド方法について説明します。

2-1. 準備

Embedded Command Shell を起動している場合は、一旦端末を終了した後、再度端末を開きます。
社内ネットワークなどでプロキシがある場合、前述の「1. 前提条件」で説明したプロキシの設定が必要です。
Yocto Project でイメージをビルドする際に必要となるパッケージ類をインストールします。
- Yocto Project Reference Manual
  参考資料： 1.2. Required Packages for the Build Host
  1.2.1. Ubuntu and Debian
  Essentials:Packages needed to build an image on a headlesssystem:

$ sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat cpio python python3 python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev xterm

Compiling Linux
3. Host Setup for Angstrom
　　以下はインストールする必要がある必須なパッケージです：

$ sudo apt-get install phablet-tools sed cvs subversion coreutils texi2html docbook-utils python-pysqlite2 help2man make gcc build-essential g++ desktop-file-utils libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev mercurial autoconf automake groff libtool lib32z1

ホストマシンが 64ビット OS を実行している場合は、次の追加パッケージもインストールする必要があります：

$ sudo apt-get install ia32-libs lib32stdc++6

前述の別冊ブート資料で使用される、すべての Linux ビルドバイナリーを配置する $LINUX_BIN フォルダーを準備します

$ mkdir ~/linux_bin && cd ~/linux_bin
$ export set LINUX_BIN=`pwd`

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2-2. Linux カーネルのビルド

※ Linux カーネルのビルド手順は、Cyclone^® V, Arria^® V および Arria^® 10 共通です。

① Top フォルダーを準備します：

$ mkdir ~/linux && cd ~/linux
$ export set LINUX_TOP=`pwd`

② ツールチェーンをダウンロードしてセットアップします：

$ cd $LINUX_TOP
$ 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=`pwd`/gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/:$PATH
$ export ARCH=arm
$ export CROSS_COMPILE=`pwd`/gcc-linaro-4.8-2015.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-

③ Linux をダウンロードしてコンパイルします：

$ cd $LINUX_TOP
$ git clone https://github.com/altera-opensource/linux-socfpga
$ cd linux-socfpga
$ git checkout -t -b test origin/socfpga-4.14.130-ltsi
$ make socfpga_defconfig
$ make -j 24 zImage dtbs

注記：（Cyclone^® V SoC 開発キット使用時のみ）

ほとんどの Cyclone^® V SoC 開発キットには、 512MB の QSPI フラッシュデバイスが搭載されていますが、 Linux カーネル DTS はデフォルトで 1Gb（128MB）のものを想定しています。
標準の 512MB を使用する場合は、上記手順の「make -j 24 zImage dtbs」を実行する前に、
linux-socfpga/arch/arm/boot/dts/socfpga_cyclone5_socdk.dts ファイルを適宜変更します：

$ gedit arch/arm/boot/dts/socfpga_cyclone5_socdk.dts

【図 1】 Cyclone^® V SoC 開発キットの QSPI デバイスサイズによる dts ファイルの変更

④ すべての関連ファイルを $LINUX_BIN　にコピーします：

$ cd $LINUX_TOP/linux-socfpga
$ cp arch/arm/boot/zImage $LINUX_BIN
$ cp arch/arm/boot/Image $LINUX_BIN
$ cp arch/arm/boot/dts/socfpga_cyclone5_socdk.dtb $LINUX_BIN
$ cp arch/arm/boot/dts/socfpga_arria5_socdk.dtb $LINUX_BIN
$ cp arch/arm/boot/dts/socfpga_arria10_socdk_sdmmc.dtb $LINUX_BIN
$ cp arch/arm/boot/dts/socfpga_arria10_socdk_qspi.dtb $LINUX_BIN

⑤ 次のファイルが $LINUX_BIN フォルダーにコピーされます：

【表 1】 $LINUX_BIN フォルダーにコピーされたファイル

ファイル	説明
zImage	圧縮カーネルイメージ
Image	非圧縮カーネルイメージ
socfpga_cyclone5_socdk.dtb	Cyclone^® V SoC 向け SD/MMC ブートと QSPI ブートの両方用デバイスツリー blob
socfpga_arria5_socdk.dtb	Arria^® V SoC 向け SD/MMC ブートと QSPI ブートの両方用デバイスツリー blob
socfpga_arria10_socdk_sdmmc.dtb	Arria^® 10 SoC 向け SD/MMC ブート用デバイスツリー blob
socfpga_arria10_socdk_qspi.dtb	Arria^® 10 SoC 向け QSPI ブート用デバイスツリー blob

【図 2】 $LINUX_BIN フォルダー内のファイル

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2-3. RootFs のビルド

この例では、Git ツリーとして提供される Angstrom レシピを使用して RootFs をビルドする方法を示します。
ビルドの詳細については以下をご参照ください。
参考資料： Building Yocto or Angstrom for SoCFPGA
参考資料： Compiling Linux ⇒ 4. Build Kernel and Rootfs Using Angstrom-Yocto distribution
社内ネットワーク等において、後出の git clone および bitbake 実行時に、各種ファイルを正しく取得できるためのネットワーク環境をご用意ください。
RootFs の Top フォルダーを準備します：

$ mkdir ~/rootfs && cd ~/rootfs
$ export set ROOTFS_TOP=`pwd`

2-3-1. Cyclone^® V SoC の場合：

Cyclone^® V SoC 向け RootFs のビルドは、以下の手順で行います。

$ cd $ROOTFS_TOP
$ rm -rf cv && mkdir cv && cd cv
$ export PATH=$PATH:$ROOTFS_TOP/cv

$ git config --global http.proxy http://your.proxy.address:proxy.port　　← 社内ネットワークなどでプロキシがある場合は、プロキシの設定が必要
$ wget http://releases.rocketboards.org/release/2019.10/src/altera.xml
$ wget http://commondatastorage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo
$ chmod 777 repo
$ repo init -u git://github.com/Angstrom-distribution/angstrom-manifest -b angstrom-v2019.06-warrior
$ mkdir -p .repo/local_manifests
$ mv altera.xml .repo/local_manifests/
$ repo sync

$ MACHINE=cyclone5 . ./setup-environment
$ sed -i '/meta-altera/a \ \ ${TOPDIR}\/layers\/meta-altera-refdes \\' conf/bblayers.conf
$ sed -i '/meta-atmel/d' conf/bblayers.conf
$ sed -i '/meta-freescale/d' conf/bblayers.conf
$ echo "DISTRO_FEATURES_remove = \" wayland \"" >> conf/local.conf
$ echo "DISTRO_FEATURES_remove = \" alsa \"" >> conf/local.conf
$ echo 'IMAGE_FSTYPES = "ext3 tar.xz jffs2"' >> conf/local.conf
$ echo 'JFFS2_ERASEBLOCK = "0x10000"' >> conf/local.conf
$ rm layers/meta-altera-refdes/recipes-devtools/socfpga-test/socfpga-test_1.0.bb
$ export KERNEL_PROVIDER=linux-altera-ltsi
$ export KERNEL_TAG=refs/tags/ACDS19.3_REL_GSRD_PR
$ export KBRANCH=socfpga-4.14.130-ltsi
$ export BB_ENV_EXTRAWHITE="$BB_ENV_EXTRAWHITE KBRANCH KERNEL_TAG UBOOT_TAG KERNEL_PROVIDER“

$ bitbake console-image-minimal
$ cp $ROOTFS_TOP/cv/deploy/glibc/images/cyclone5/console-image-minimal-cyclone5.tar.xz $LINUX_BIN
$ cp $ROOTFS_TOP/cv/deploy/glibc/images/cyclone5/console-image-minimal-cyclone5.jffs2 $LINUX_BIN

上記手順を実行することにより、次のファイルが $LINUX_BIN フォルダーにコピーされます：

【表 2】 Cyclone^® V SoC 向け RootFs のビルド生成ファイル

ファイル	説明
console-image-minimal-cyclone5.tar.xz	Cyclone^® V SoC 用 RootFs（tar アーカイブ形式）
console-image-minimal-cyclone5.jffs2	Cyclone^® V SoC 用 RootFs（jffs2 形式）

【図 3】 $LINUX_BIN フォルダー内のファイル

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2-3-2. Arria^® V SoC の場合：

Arria^® V SoC 向け RootFs のビルドは、以下の手順で行います。

$ cd $ROOTFS_TOP
$ rm -rf av && mkdir av && cd av
$ export PATH=$PATH:$ROOTFS_TOP/av

$ git config --global http.proxy http://your.proxy.address:proxy.port　　← 社内ネットワークなどでプロキシがある場合は、プロキシの設定が必要
$ wget http://releases.rocketboards.org/release/2019.10/src/altera.xml
$ wget http://commondatastorage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo
$ chmod 777 repo
$ repo init -u git://github.com/Angstrom-distribution/angstrom-manifest -b angstrom-v2019.06-warrior
$ mkdir -p .repo/local_manifests
$ mv altera.xml .repo/local_manifests/
$ repo sync

$ MACHINE=arria5 . ./setup-environment
$ sed -i '/meta-altera/a \ \ ${TOPDIR}\/layers\/meta-altera-refdes \\' conf/bblayers.conf
$ sed -i '/meta-atmel/d' conf/bblayers.conf
$ sed -i '/meta-freescale/d' conf/bblayers.conf
$ echo "DISTRO_FEATURES_remove = \" wayland \"" >> conf/local.conf
$ echo "DISTRO_FEATURES_remove = \" alsa \"" >> conf/local.conf
$ echo 'IMAGE_FSTYPES = "ext3 tar.xz jffs2"' >> conf/local.conf
$ echo 'JFFS2_ERASEBLOCK = "0x10000"' >> conf/local.conf
$ rm layers/meta-altera-refdes/recipes-devtools/socfpga-test/socfpga-test_1.0.bb
$ export KERNEL_PROVIDER=linux-altera-ltsi
$ export KERNEL_TAG=refs/tags/ACDS19.3_REL_GSRD_PR
$ export KBRANCH=socfpga-4.14.130-ltsi
$ export BB_ENV_EXTRAWHITE="$BB_ENV_EXTRAWHITE KBRANCH KERNEL_TAG UBOOT_TAG KERNEL_PROVIDER“

$ bitbake console-image-minimal
$ cp $ROOTFS_TOP/av/deploy/glibc/images/arria5/console-image-minimal-arria5.tar.xz $LINUX_BIN
$ cp $ROOTFS_TOP/av/deploy/glibc/images/arria5/console-image-minimal-arria5.jffs2 $LINUX_BIN

上記手順を実行することにより、次のファイルが $LINUX_BIN フォルダーにコピーされます：

【表 3】 Arria^® V SoC 向け RootFs のビルド生成ファイル

ファイル	説明
console-image-minimal-arria5.tar.xz	Arria^® V SoC 用 RootFs（tar アーカイブ形式）
console-image-minimal-arria5.jffs2	Arria^® V SoC 用 RootFs（jffs2 形式）

2-3-3. Arria^® 10 SoC の場合：

Arria^® 10 SoC 向け RootFs のビルドは、以下の手順で行います。

$ cd $ROOTFS_TOP
$ rm -rf a10 && mkdir a10 && cd a10
$ export PATH=$PATH:$ROOTFS_TOP/a10

$ git config --global http.proxy http://your.proxy.address:proxy.port　　← 社内ネットワークなどでプロキシがある場合は、プロキシの設定が必要
$ wget http://releases.rocketboards.org/release/2019.10/src/altera.xml
$ wget http://commondatastorage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo
$ chmod 777 repo
$ repo init -u git://github.com/Angstrom-distribution/angstrom-manifest -b angstrom-v2019.06-warrior
$ mkdir -p .repo/local_manifests
$ mv altera.xml .repo/local_manifests/
$ repo sync

$ MACHINE=arria10 . ./setup-environment
$ sed -i '/meta-altera/a \ \ ${TOPDIR}\/layers\/meta-altera-refdes \\' conf/bblayers.conf
$ sed -i '/meta-atmel/d' conf/bblayers.conf
$ sed -i '/meta-freescale/d' conf/bblayers.conf
$ echo "DISTRO_FEATURES_remove = \" wayland \"" >> conf/local.conf
$ echo "DISTRO_FEATURES_remove = \" alsa \"" >> conf/local.conf
$ echo 'IMAGE_FSTYPES = "ext3 tar.xz jffs2"' >> conf/local.conf
$ echo 'JFFS2_ERASEBLOCK = "0x10000"' >> conf/local.conf
$ rm layers/meta-altera-refdes/recipes-devtools/socfpga-test/socfpga-test_1.0.bb
$ export KERNEL_PROVIDER=linux-altera-ltsi
$ export KERNEL_TAG=refs/tags/ACDS19.3_REL_GSRD_PR
$ export KBRANCH=socfpga-4.14.130-ltsi
$ export BB_ENV_EXTRAWHITE="$BB_ENV_EXTRAWHITE KBRANCH KERNEL_TAG UBOOT_TAG KERNEL_PROVIDER“

$ bitbake console-image-minimal
$ cp $ROOTFS_TOP/a10/deploy/glibc/images/arria10/console-image-minimal-arria10.tar.xz $LINUX_BIN
$ cp $ROOTFS_TOP/a10/deploy/glibc/images/arria10/console-image-minimal-arria10.jffs2 $LINUX_BIN

上記手順を実行することにより、次のファイルが $LINUX_BIN フォルダーにコピーされます：

【表 4】 Arria^® 10 SoC 向け RootFs のビルド生成ファイル

ファイル	説明
console-image-minimal-arria10.tar.xz	Arria^® 10 SoC 用 RootFs（tar アーカイブ形式）
console-image-minimal-arria10.jffs2	Arria^® 10 SoC 用 RootFs（jffs2 形式）

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添付資料

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新しいブートローダー生成フローの動作確認（付録：Linux バイナリーのビルド）_r2.pdf
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もくじ

はじめに

1. 前提条件

2. Linux バイナリーのビルド

2-1. 準備

2-2. Linux カーネルのビルド

2-3. RootFs のビルド

2-3-1. Cyclone^® V SoC の場合：

2-3-2. Arria^® V SoC の場合：

2-3-3. Arria^® 10 SoC の場合：

添付資料

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もくじ

はじめに

1. 前提条件

2. Linux バイナリーのビルド

2-1. 準備

2-2. Linux カーネルのビルド

2-3. RootFs のビルド

2-3-1. Cyclone® V SoC の場合：

2-3-2. Arria® V SoC の場合：

2-3-3. Arria® 10 SoC の場合：

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