desarrollo:linux:linux_en_ciaa-nxp []

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====== Linux corriendo en CIAA-NXP ======


===== Cómo cargar Linux en la CIAA-NXP =====

==== Prerequisitos ====
[[http://buildroot.org/downloads/manual/manual.html#requirement|Builroot requiere]] tener instalados los siguientes tools:
  which
  sed
  make (version 3.81 or any later)
  binutils
  build-essential (only for Debian based systems)
  gcc (version 2.95 or any later)
  g++ (version 2.95 or any later)
  bash
  patch
  gzip
  bzip2
  perl (version 5.8.7 or any later)
  tar
  cpio
  python (version 2.6 or 2.7)
  unzip
  rsync
  wget
  ncurses-dev
  git
  bc
  
En debian/ubuntu(14.04) ejecutar:
  sudo apt-get install sed make binutils build-essential gcc g++ bash patch gzip bzip2 perl tar cpio python unzip rsync wget libncurses5-dev git bc
  

==== Componentes ====
  * U-Boot Emcraft-based 2010.03
  * Linux Kernel v3.18-rc4 + port para LPC18xx/LPC43xx
  * Buildroot 2014.11-git + config para CIAA LPC4337
  * Busybox altamente customizado
  * i2c-tools
  * memtester
  * mii-diag
  * strace

==== Pasos a seguir ====

=== 1. Clonar el Buildroot ===

  $ git clone https://github.com/ciaa/buildroot.git
  $ cd buildroot/

=== 2. Configurar Buildroot ===

  $ pwd
  /home/user/buildroot
  
  $ make ciaa_lpc4337_defconfig

=== 3. Compilar ===

  $ make

(prepararse unos mates mientras termina)

=== 4. Grabar la CIAA ===

Buildroot produce varias imágenes:

  $ ls output/images/
  lpc4337-ciaa.dtb  rootfs.cpio  u-boot.bin  uImage

###
Solamente necesitamos u-boot.bin y uImage. El u-boot.bin se debe grabar en la flash interna (0x1a000000) y el uImage en SPIFI (0x14000000). Esto no es tan simple, debido a que la configuración de openocd actual no soporta el acceso a SPIFI (falta verificar).
###

###
De todos modos, la grabación no es tan trillada. Se puede proceder de la siguiente forma. Se usa openocd y gdb con la configuración CIAA para acceder a la flash interna en 0x1a000000 y grabar u-boot.bin. Los comandos de gdb serían más o menos:
###
  target remote :3333
  monitor halt
  monitor flash erase_sector 0 0 last
  monitor flash write_image erase unlock /home/user/buildroot/output/images/u-boot.bin 0x1A000000 bin
###
Una vez hecho esto se puede bootear la CIAA, y usar minicom/microcom para levantar la consola USART2 (la que viene con el USB) a 115200-8-N-1.
###

###
Una vez en la consola U-Boot, grabar la imagen Linux (uImage) es muy simple, usando un comando "run update":
###
  ciaa > run update
  Auto-negotiation...completed.
  LPC18XX_MAC: link UP (100/Full)
  Using LPC18XX_MAC device
  TFTP from server 192.168.0.45; our IP address is 192.168.0.103
  Filename 'uImage-ciaa-nxp'.
  Load address: 0x28000000
  Loading: T #################################################################
         ###################
  done
  Bytes transferred = 1227114 (12b96a hex)
###
Cómo se puede ver, el comando transfiere de un servidor TFTP el archivo 'uImage-ciaa-nxp'. Lo único que tenemos que hacer es configurar la dirección IP del servidor TFTP (192.168.0.45 por default) y copiar el archivo uImage al servidor:
###
  $ cp output/images/uImage /srv/tftp/uImage-ciaa-nxp

Se encontrará una guía detallada paso por paso [[http://www.proyecto-ciaa.com.ar/devwiki/lib/exe/fetch.php?media=desarrollo:linux:guia_instalacion_linux.pdf|aquí]]

=== 5. FAQ ===

?? Q: ¿Cómo se instala un servidor TFTP? ??
A: ¡Es muy fácil! Sólo tienes que... http://bit.ly/1pZ5rzo. Usuarios de Debian/Ubuntu pueden ver [[http://askubuntu.com/q/201505|este tutorial]]. Recordar que si conectan la CIAA-NXP directo a la PC donde funcionará el servidor TFTP, deberán configurar la conexión Ethernet con IP fija 192.168.0.45. 

===== Algunos detalles técnicos de Linux corriendo en la CIAA-NXP =====

  # dmesg
  Booting Linux on physical CPU 0x0
  Linux version 3.18.0-rc4 (zeta@arch) (gcc version 4.8.2 (OSELAS.Toolchain-2013.12.2) ) #2 Thu Dec 4 17:39:12 ART 2014
  CPU: ARMv7-M [410fc241] revision 1 (ARMv7M), cr=00000000
  CPU: unknown data cache, unknown instruction cache
  Machine model: CIAA NXP LPC4337
  bootconsole [earlycon0] enabled
  On node 0 totalpages: 2048
  free_area_init_node: node 0, pgdat 281a0efc, node_mem_map 287f0000
    Normal zone: 16 pages used for memmap
    Normal zone: 0 pages reserved
    Normal zone: 2048 pages, LIFO batch:0
  pcpu-alloc: s0 r0 d32768 u32768 alloc=1*32768
  pcpu-alloc: [0] 0 
  Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping off.  Total pages: 2032
  Kernel command line: console=ttyS0,115200 earlyprintk ip=192.168.0.103:192.168.0.45:::ciaa-nxp:eth0:off ethaddr=C0:B1:3C:88:78:93
  PID hash table entries: 32 (order: -5, 128 bytes)
  Dentry cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)
  Inode-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)
  Memory: 6328K/8192K available (931K kernel code, 77K rwdata, 152K rodata, 476K init, 74K bss, 1864K reserved)
  Virtual kernel memory layout:
      vector  : 0x00000000 - 0x00001000   (   4 kB)
      fixmap  : 0xffc00000 - 0xffe00000   (2048 kB)
      vmalloc : 0x00000000 - 0xffffffff   (4095 MB)
      lowmem  : 0x28000000 - 0x28800000   (   8 MB)
        .text : 0x28008000 - 0x28116cf8   (1084 kB)
        .init : 0x28117000 - 0x2818e000   ( 476 kB)
        .data : 0x2818e000 - 0x281a1520   (  78 kB)
         .bss : 0x281a1520 - 0x281b3fed   (  75 kB)
  NR_IRQS:16 nr_irqs:16 16
  sched_clock: 32 bits at 100 Hz, resolution 10000000ns, wraps every 21474836480000000ns
  Calibrating delay loop... 15.87 BogoMIPS (lpj=79360)
  pid_max: default: 4096 minimum: 301
  Mount-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)
  Mountpoint-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)
  devtmpfs: initialized
  pinctrl core: initialized pinctrl subsystem
  NET: Registered protocol family 16
  pps_core: LinuxPPS API ver. 1 registered
  pps_core: Software ver. 5.3.6 - Copyright 2005-2007 Rodolfo Giometti <giometti@linux.it>
  PTP clock support registered
  Switched to clocksource lpc3250 timer
  NET: Registered protocol family 2
  TCP established hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)
  TCP bind hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes)
  TCP: Hash tables configured (established 1024 bind 1024)
  TCP: reno registered
  UDP hash table entries: 256 (order: 0, 4096 bytes)
  UDP-Lite hash table entries: 256 (order: 0, 4096 bytes)
  Serial: 8250/16550 driver, 4 ports, IRQ sharing disabled
  console [ttyS0] disabled
  of_serial 400c1000.serial: ttyS0 at MMIO 0x400c1000 (irq = 19, base_baud = 9000000) is a 16550A
  console [ttyS0] enabled
  bootconsole [earlycon0] disabled
  of_serial 400c2000.serial: ttyS1 at MMIO 0x400c2000 (irq = 20, base_baud = 9000000) is a 16550A
  stmmaceth 40010000.ethernet: no reset control found
  stmmac - user ID: 0x11, Synopsys ID: 0x36
   Ring mode enabled
   DMA HW capability register supported
   Enhanced/Alternate descriptors
  	Enabled extended descriptors
   RX Checksum Offload Engine supported (type 2)
   TX Checksum insertion supported
   Wake-Up On Lan supported
   Enable RX Mitigation via HW Watchdog Timer
  libphy: stmmac: probed
  eth0: PHY ID 0007c0f1 at 1 IRQ POLL (stmmac-0:01) active
  i2c /dev entries driver
  TCP: cubic registered
  Freeing unused kernel memory: 476K (28117000 - 2818e000)

  / # free
               total         used         free       shared      buffers
  Mem:          6804         2800         4004            0            0
  -/+ buffers:               2800         4004

  / # memtester 800K 1
  memtester version 4.3.0 (32-bit)
  Copyright (C) 2001-2012 Charles Cazabon.
  Licensed under the GNU General Public License version 2 (only).
  
  pagesize is 4096
  pagesizemask is 0xfffff000
  want 0MB (819200 bytes)
  got  0MB (819200 bytes), trying mlock ...locked.
    Loop 1/1:
    Stuck Address       : ok         
    Random Value        : ok
    Compare XOR         : ok
    Compare SUB         : ok
    Compare MUL         : ok
    Compare DIV         : ok
    Compare OR          : ok
    Compare AND         : ok
    Sequential Increment: ok
    Solid Bits          : ok         
    Block Sequential    : ok         
    Checkerboard        : ok         
    Bit Spread          : ok         
    Bit Flip            : ok         
    Walking Ones        : ok         
    Walking Zeroes      : ok         
    8-bit Writes        : ok
    16-bit Writes       : ok
  
  Done.
  
===== Roadmap =====

Si bien la CIAA NXP ya bootea y funciona de manera relativamente estable, existen varios interrogantes y tareas que están pendientes. Sin ningún orden particular:

  * <del>Migrar a un kernel XIP</del>  Listo.
  * <del>Migrar a un rootfs XIP</del>  Ezequiel hizo algunos avances usando ROMFS. No es realmente XIP, pero permite reducir el uso de RAM notablemente.
  * <del>Habilitar y probar las entradas y salidas GPIOs</del>  Completado.
  * <del>Habilitar y probar I2C Completado</del>  Ernesto pudo leer de la EEPROM.
  * <del>Habilitar y probar SPI</del>  Completado. Funciona usando mainline.
  * Habilitar y probar USB (Faltaría configurar el árbol del USB0PLL)
  * Habilitar y probar RTC
  * <del>Implementar driver para watchdog</del> Completado.
  * <del>Implementar un driver PWM usando el SCT</del> Completado.
  * Implementar drivers IIO para ADC/DAC
  * Usar el timer systick implementado en mainline
  * <del>Configurar y probar httpd y telnetd</del> El driver stmmac en mainline no funciona para LPC43xx. Ezequiel porteó el driver stm32 de Emcraft para el IP core MAC, el cual funciona bien y pudo probar httpd.
  * Investigar la posibilidad de usar la SRAM para liberar SDRAM [3].
  * Si la memoria RAM escasea, es posible hacer un análisis detallado del footprint dinámico (usando ftrace) y estático (usando readelf). Esto puede ser interesante para identificar grandes sumideros de memoria y tratar de reducirlos [4].
  * Investigar la utilización del MPU
  * Investigar la utilización del companion CPU cortex-M0, para realizar multiprocesamiento asimétrico. Work-in-progress por Ariel D'alessandro. [[.:multiprocesamiento_asimetrico|Más información]].
  *<del> Investigar por qué es necesario mantener el clock USB0 encendido</del>  Posiblemente no interese una vez que los clks USB estén inicializados.

===== Periféricos soportados en upstream =====

En [[https://github.com/manabian/linux-lpc/wiki/Status|esta wiki]] se puede consultar una tabla del estado
de cada periférico respecto de su soporte en el kernel oficial o //upstream//.

===== Enlaces de interés =====

[1] [[http://electronicdesign.com/embedded/practical-advice-running-uclinux-cortex-m3m4|Practical Advice on Running uClinux on Cortex-M3/M4]]

[2] [[http://www.flashmemorysummit.com/English/Collaterals/Proceedings/2011/20110809_S108_Cosaro.pdf|Quad SPI Flash: Benefits and Uses in General Purpose Microcontrollers]]

[3] [[http://blackfin.uclinux.org/doku.php?id=linux-kernel:drivers:example_on-chip_sram|Example Driver using On-Chip SRAM]]

[4] Para más información acerca del análisis y la reducción del footprint de memoria, se puede consultar el proyecto [[http://elinux.org/Kernel_dynamic_memory_allocation_tracking_and_reduction|Kernel dynamic memory allocation tracking and reduction]], [[https://events.linuxfoundation.org/images/stories/slides/elc2013_garcia.pdf|slides]].

[5] [[http://www.lpcware.com/content/project/lpc43xx-dual-core-notes|LPC43xx dual core notes]]