Quelltext der Seite Zynq

Diese Seite enthält eine Zusammenfassung von „Erkenntnissen“ bei der erstmaligen Konfiguration eines Zynq-SoCs gewonnen wurden. Die Doku dazu ist zum Teil leider sehr verstreut.

Folgendes sollte durch die erstellte Konfiguration abgedeckt werden:

* Es sollte ein Linux auf dem Zynq laufen
* Mit schreibbarem/persistenten Userspace auf der SD-Karte
* Bitfile soll aus dem Linux in die programmierbare Logik (PL) geladen werden können (nicht nur im FSBL!)

Der erste Versuch erfolgt auf einem '''Zybo-Board'''.

== Status ==

* Linux läuft mit openSUSE-Userspace \o/

== Installationsanleitung ==

Dieser Abschnitt beschreibt, wie man Linux auf dem Zynq zum Laufen bekommt und damit ein Bitfile in die PL lädt.

=== Vorbereitung ===

Folgende Tools müssen installiert werden:

* [https://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/en/downloadNav/vivado-design-tools.html Vivado] (getestet mit 2018.1)
* [https://www.linaro.org/downloads/ Die Linaro-GCC-Toolchain]. Es ist die '''arm-linux-gnueabihf'''-Variante zu verwenden (für armv7)

Folgende Git-Repositories werden benötigt:

* [https://github.com/Xilinx/linux-xlnx linux-xlnx] (getesteter Commit: 047a00be376f4aa99d4c0b2f8937fb7c8fbf5272)
* [https://github.com/Xilinx/u-boot-xlnx u-boot-xlnx] (getesteter Commit: 21812b5fd359d8756d619a15b49b6079ae3f9f36)

Weiteres:

* Linux-Userspace: hier kann im Prinzip jede armv7-kompatible Distribution verwendet werden. Wir haben einen aktuellen Snapshot (vom 30. April 2018) von OpenSUSE Tumbleweed verwendet: [http://download.opensuse.org/ports/armv7hl/tumbleweed/images/openSUSE-Tumbleweed-ARM-JeOS.armv7-rootfs.armv7l-Current.tar.xz rootfs-Download]

Für Vivado kann folgendes Wrapper-Skript (''vivado_2018.1'') verwendet werden:

 <nowiki>#!/bin/bash

cmd=$@

while [ ! -z "$1" ]
do
    shift
done

source /opt/Xilinx/Vivado/2018.1/settings64.sh

exec $cmd</nowiki>

Der Aufruf von Vivado erfolgt dann mit

 vivado_2018.1 vivado

=== Bauen von U-Boot ===

 <nowiki>git clone https://github.com/Xilinx/u-boot-xlnx.git
cd u-boot-xlnx</nowiki>

Hier wird ein Wrapper-Skript für ''make'' erstellt, das dafür sorgt, dass die richtige Umgebung für Cross-Kompilierung verwendet wird. Das folgende Skript sollte ''make_wrap_zynq.sh'' heißen:
 <nowiki>#!/bin/sh                                                                                               

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

make $@</nowiki>

Wir laden eine Standardkonfiguration...

 ./make_wrap_zynq.sh zynq_zybo_config

... und kompilieren diese (mit 4 parallelen Prozessen):

 ./make_wrap_zynq.sh -j4

Dies erstellt folgende relevante Ausgabedateien:

* ''spl/boot.bin'': der first-stage bootloader (FSBL) für den Zynq + u-boot-SPL
* ''u-boot.img'': das eigentliche u-boot-Binary

=== Bauen des Linux-Kernels ===

 <nowiki>git clone https://github.com/Xilinx/linux-xlnx.git
cd linux-xlnx</nowiki>

Hier wird wieder ein Wrapper-Skript ''make_wrap_zynq.sh'' erstellt. Zu beachten ist, dass der Pfad zu den ''u-boot''-Tools angegeben werden muss:

 <nowiki>#!/bin/sh                                                                                               

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

export PATH="/home/thomas/Software/u-boot-xlnx/tools/:$PATH"

make LOADADDR=0x8000 $@</nowiki>

Wir laden eine Standardkonfiguration...

 ./make_wrap_zynq.sh zynq_zybo_defconfig

... kompilieren diese (mit 4 parallelen Prozessen) ...

 ./make_wrap_zynq.sh -j4

... und installieren die Module in einen temporären Ordner:

 ./make_wrap_zynq.sh INSTALL_MOD_PATH=/tmp/zynq_modules modules_install

=== Vorbereiten der SD-Karte ===

Auf der SD-Karte wird eine DOS-Partitionstabelle mit 2 Partitionen erstellt:

# 256 MiB FAT32 (Typ W95 FAT32; 0x0B, boot-Flag gesetzt)
# Rest der Karte für Linux (Typ Linux, 0x83)

Partitionen formatieren (es wird angenommen, dass die SD-Karte als ''/dev/mmcblk0'' im System auftaucht):

 <nowiki>mkfs -t vfat -F 32 -n BOOT /dev/mmcblk0p1
mkfs -t ext4 -L root /dev/mmcblk0p2</nowiki>

Wir mounten die frisch erstellten Dateisysteme:

 <nowiki>mkdir -p /mnt/boot
mkdir -p /mnt/root
mount /dev/mmcblk0p1 /mnt/boot
mount /dev/mmcblk0p2 /mnt/root</nowiki>

=== Füllen der boot-Partition ===

Auf der boot-Partition befinden sich der FSBL, u-boot (und seine Konfiguration) und der Linux-Kernel.

Bei den ersten Tests hat sich gezeigt, dass der u-boot-SPL versucht, den Linux-Kernel direkt zu laden, wenn dieser uImage heißt. Da das beim Testen fehlgeschlagen ist, wird das Image im Folgenden umbenannt. Evtl. kann man dem SPL diesen Schritt durch ändern der Standardkonfiguration abgewöhnen.

 <nowiki>cp u-boot-xlnx/spl/boot.bin /mnt/boot
cp u-boot-xlnx/u-boot.img /mnt/boot
cp linux-xlnx/arch/arm/boot/uImage /mnt/boot/uImage_renamed
cp linux-xlnx/arch/arm/boot/dts/zynq-zybo.dtb devicetree.dtb</nowiki>

Zusätzlich muss die u-boot-Konfiguration ''/mnt/boot/uEnv.txt'' erstellt werden:

 <nowiki>console=tty0                                                                                            
fdt_high=0x10000000
initrd_high=0x10000000
bootargs=console=ttyPS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait rw
bootcmd=fatload mmc 0 0x00008000 uImage_foo; fatload mmc 0 0x01000000 devicetree.dtb; bootm 0x00008000 - 0x01000000</nowiki>

=== Füllen der root-Partition ===

Auf der root-Partition muss zuerst das rootfs entpackt werden:

 <nowiki>cd /mnt/root
tar xpvf ~/Downloads/openSUSE-Tumbleweed-ARM-JeOS.armv7-rootfs.armv7l-2018.04.30-Build2.6.tar.xz</nowiki>

Anschließend kopieren wir die Kernelmodule:

 cp -r /tmp/zynq_modules/lib/modules/4.14.0-xilinx-00096-g047a00be376f /mnt/root/lib/modules/

=== Abschluss ===

Unmounten der SD-Karte nicht vergessen!

 umount /mnt/boot /mnt/root

Das System sollte jetzt erfolgreich starten!

wird fortgesetzt...

[[Category:Anleitungen]]