资料介绍
Genode 操作系统框架(通常称为Genode )已经存在了十多年,并且仍在积极开发中。它在通用 x86 硬件上得到最好的支持,因为我们在 Genode Labs 将它高效地用于我们的日常业务。但是,也有(部分)支持各种基于 ARM 的平台。最近新增的功能是支持 Digilent 的 Zybo Z7 板。这是关于在 Zybo Z7-10 或 Zybo Z7-20 板上启动非常基本的 Genode 场景的初学者级教程。
先决条件
对于 Genode 开发,您需要一台 Linux 主机。我建议使用 Ubuntu LTS,Genode 可以在其上轻松构建。Genode 使用自己的工具链,必须手动安装。您可以下载预构建的工具链并使用以下命令进行安装:
$ sudo tar xPf genode-toolchain-
请确保按照入门指南熟悉 Genode 。这将确保您已安装所有其他必需的构建工具。
准备 Zybo Z7 开发板
Zybo Z7 开发板附带一个预安装的演示应用程序,该应用程序存储在板载闪存中。确保将跳线 JP5 设置为 QSPI 启动并打开设备电源。演示应用程序控制板载 LED 并通过 UART 接口发送一些字符。两者都有助于检查开发板是否正确启动并测试 UART 连接。为了使用后者,将 Micro-USB 电缆连接到标有“PROG UART”的连接器,将其连接到您的开发系统并打开电路板电源。/dev/ttyUSB1设备应该会弹出。启动您喜欢的终端程序(例如 picocom、screen)并按下重置按钮以查看开发板的串行输出。我喜欢按如下方式使用屏幕:
$ sudo screen /dev/ttyUSB1 115200
如果要退出屏幕,请输入字符序列Ctrl+a k。
克隆存储库
首先,我们需要获得一个 Genode 的克隆:
~$ git clone https://github.com/genodelabs/genode.git genode
其次,我们需要克隆 Zynq 支持的配套存储库:
~$ git clone https://github.com/genodelabs/genode-zynq.git genode/repos/zynq
创建构建目录
Genode 使用树外构建过程。因此,我们使用以下命令在~/genode/build/arm_v7a为我们的目标平台准备一个构建目录:
~/genode$ ./tool/create_builddir arm_v7a
构建目录托管配置文件~/genode/build/arm_v7a/etc/build.conf需要进行一些修改。
首先,我们必须告诉构建系统使用 Zynq 存储库,这是通过取消注释以下行来实现的:
REPOSITORIES += $(GENODE_DIR)/repos/zynq
其次,我们将设置一些变量,以节省我们稍后的输入时间。
KERNEL ?= hw BOARD ?= zynq_zybo_z7 RUN_OPT += --depot-auto-update
构建 SD 卡映像
接下来,我们将构建一个 SD 卡映像。Genode 使用 u-boot 并方便地将所有内容编译成一个图像。不过,在触发 make 命令之前,我们必须下载 u-boot 的第三方代码。这是通过prepare_port工具完成的:
~/genode$ ./tool/ports/prepare_port zynq_uboot
现在,我们准备构建 SD 卡映像,如下所示:
~/genode$ RUN_OPT='--include image/zynq_uboot_sdcard' make -C build/arm_v7a run/log
此命令告诉 Genode 的构建系统构建运行/日志场景并包含图像创建脚本。如果您对更多详细信息感兴趣,请参阅构建系统文档。请注意,我们还可以将定义添加到build.conf 中。但是,我想在以后跳过映像创建并在初始化 SD 卡后使用 TFTP 引导。构建过程应以以下行结束RUN_OPT
Created SD-card image file var/run/log.img
当我将 SD 卡插入我的 Linux 主机时,会弹出一个/dev/mmcblk0设备。因此,我将创建的图像写入 SD 卡,如下所示:
~/genode$ sudo dd if=build/arm_v7a/var/run/log.img of=/dev/mmcblk0 bs=1M conv=fsync
将 SD 卡插入 Zybo 板,不要忘记将跳线 JP5 设置为 SD 启动。打开设备电源,连接到串行控制台(例如使用屏幕),然后按下重置按钮。您应该看到以下输出:
[init -> test-log] hex range: [0e00,1680) [init -> test-log] empty hex range: [0abc0000,0abc0000) (empty!) [init -> test-log] hex range to limit: [f8,ff] [init -> test-log] invalid hex range: [f8,08) (overflow!) [init -> test-log] negative hex char: 0xfe [init -> test-log] positive hex char: 0x02 [init -> test-log] floating point: 1.70 [init -> test-log] multiarg string: "parent -> child.7" [init -> test-log] String(Hex(3)): 0x3 [init -> test-log] Very long messages: [init -> test-log -> log] 1.....................................................................................................................................................................................................................................2 [init -> test-log] 3.....................................................................................................................................................................................................................................4 [init -> test-log] 5.....................................................................................................................................................................................................................................6 [init -> test-log] [init -> test-log] Test done. Run script execution successful
启用 TFTP 引导
由于我笨拙的手指不能很好地处理 micro SD 卡,所以我宁愿避免经常触摸它们。相反,我更喜欢网络启动。幸运的是,u-boot 支持通过 TFTP 加载图像。我们 SD 卡上的 u-boot 安装加载uEnv.txt文件(如果存在)并执行uenvcmd命令。因此,我使用以下内容设置了uEnv.txt文件:
serverip=x.x.x.x kernel_img=/srv/tftp/usrp/uImage uenvcmd=tftpboot ${load_addr} ${serverip}:${kernel_img} && bootm start && bootm loados && bootm go
指的server_ip是我安装了tftp-hpa 的 Linux 主机。请注意,kernel_img必须引用 TFTP 服务器可达的路径。因为我没有使用服务器--secure标志,所以路径是绝对路径。否则,它必须相对于 TFTP 服务器的根目录。
现在,我们需要告诉 Genode 的构建系统填充 TFTP 目录。这是通过将以下行插入build.conf 来完成的:
RUN_OPT_zybo = --include image/uboot RUN_OPT_zybo += --include load/tftp RUN_OPT_zybo += --load-tftp-base-dir /srv/tftp/usrp RUN_OPT_zybo += --load-tftp-absolute RUN_OPT_zybo += --include log/serial RUN_OPT_zybo += --log-serial-cmd "picocom -b 115200 /dev/ttyUSB1" BOARD_RUN_OPT(zynq_zybo_z7) = $(RUN_OPT_zybo)
请注意,这还会告诉构建系统自动连接到串行控制台。因此,我们可以运行需要主机系统评估日志输出的测试场景,例如run/timer_accuracy:
~/genode$ make -C build/arm_v7a run/timer_accuracy
一旦出现“Terminal ready”,我们就可以点击 Zybo 板的重置按钮。如果一切设置正确,我们应该看到如下输出:
[init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] [init -> test-timer_accuracy] Good: round 1, host measured 1000 ms, test measured 1007 ms Good: round 2, host measured 2000 ms, test measured 2228 ms Good: round 3, host measured 3000 ms, test measured 2764 ms Good: round 4, host measured 4000 ms, test measured 4003 ms Good: round 5, host measured 5000 ms, test measured 5007 ms Good: round 6, host measured 6000 ms, test measured 6002 ms Good: round 7, host measured 7000 ms, test measured 6995 ms Good: round 8, host measured 8000 ms, test measured 8001 ms Good: round 9, host measured 9000 ms, test measured 8993 ms
恭喜,您已经成功地为 Zybo Z7 开发板设置了 Genode。
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