DE10-Nanoブート用のイメージの作成手順について
DE10-nanoで色々試す（遊ぶ）ためにLinuxカーネルやブートローダ、ディストリビューションのビルドを行ったのでその手順を備忘録としてまとめる
背景
今回、DE10-nanoで遊んでみようと思ったのはHDLを色々かいて勉強する際にFPGAで実際に動かしてみようと思ったのがきっかけ
Cyclone V SoCを選んだのは、SoC FPGAでデバイスドライバとかの足回りについても調べてみようかなと思ったのと、Cyclone Vなら数年前に少し触ったのが理由
（時間とお金があればZynq, Zynq MPとかにも挑戦したい）
参考文献
今回、カーネル等のビルドの手順を調べてみたところmacnicaのサイトにビルド手順がまとめられていたのでこれらを参考にした。
２．インテル® SoC FPGA 向け Linux ビルド方法 - 半導体事業 - マクニカ
手順はほぼリンク先に載っている通りに行ったが今回は備忘録として実行した手順をまとめる
ビルド手順
これから行うビルドの手順は以下の通り
２．u-bootのビルド
３．Angstromのビルド
４．SDカードへの書きこみ
AngstromのビルドでLinuxカーネルやu-bootも生成されるが今回はデバイスドライバのクロスコンパイルも考えているので別にビルドを行う
また、ビルドにかかる時間を短縮するためにAWSのt2.xlargeインスタンス(ubuntu16.04)でビルドを行った
１．Linuxカーネルのビルド
まずはビルドに使うコンパイラをダウンロードし、環境変数に登録する
参考にしたサイトではバージョン2015.06のコンパイラであったが、最新のものを試してみる
$ wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.5-2019.12/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
$ tar xf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
$ export PATH=`pwd`/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/:$PATH
$ export ARCH=arm
$ export CROSS_COMPILE=`pwd`/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-
$ 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
これでカーネルイメージがビルドされる。生成された
の２つのファイルを今回利用する
linux-socfpga/arch/arm/boot/zImage (圧縮イメージ)linux-socfpga/arch/arm/boot/dts/socfpga_cyclone5_socdk.dtb (デバイスツリー)の２つのファイルを今回利用する
２．u-bootのビルド
u-bootのビルドでは別のコンパイラを使うのでダウンロードして、環境変数を設定しなおす。こちらでも最新のコンパイラを使ってみる
$ wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.5-2019.12/arm-eabi/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-eabi.tar.xz
$ tar xf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-eabi.tar.xz
$ export PATH=`pwd`/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-eabi/bin:$PATH
$ export ARCH=arm
$ export CROSS_COMPILE=`pwd`/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-eabi/bin/arm-eabi-
参考にしたサイトではu-bootのビルドにはintel SoC EDS内のスクリプトやサンプルプロジェクトを利用しているが、今回はTerasicのサイトにDE10-nanoのサンプルプロジェクトを利用する
$ ~/workspace/opt/intelFPGA/19.1/embedded/embedded_command_shell.sh
$ cd DE10_NANO_SoC_GHRD
$ rm -rf software
$ mkdir -p software/bootloader
$ bsp-create-settings --type spl --bsp-dir software/bootloader --preloader-settings-dir "hps_isw_handoff/soc_system_hps_0" --settings software/bootloader/settings.bsp
$ cd software/bootloader
$ git clone https://github.com/altera-opensource/u-boot-socfpga
$ cd u-boot-socfpga
$ git checkout -t -b test origin/socfpga_v2019.04
$ ./arch/arm/mach-socfpga/qts-filter.sh cyclone5 ../../../ ../ ./board/altera/cyclone5-socdk/qts/
$ make socfpga_cyclone5_defconfig
$ make -j 24
これでu-bootがビルドされる。今回使うのはSPLとu-bootが一体化したu-boot-with-spl.sfpファイル
３．Angstromディストリビューションのビルド
今回はRocketboard.orgのリポジトリがあるAngstromのディストリビューションを使う
バージョンとしてはAngstom-v2019.06-warriorをビルドしていく
とりあえずおまじないとして以下のコマンドを実行する
$ mkdir angstrom-build-v2019.06
$ cd angstrom-build-v2019.06
$ 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
$ wget http://releases.rocketboards.org/release/2019.10/src/altera.xml
$ mkdir -p .repo/local_manifests
$ mv altera.xml .repo/local_manifests/
$ ./repo sync
$
ここで、ダウンロードされた
layers/meta-altera-refdes/conf/layer.conf の12行目にあるLAYERSERIES_COMPAT_meta-altera-refdes = "zeus" をコメントアウトする（macnicaのサイトでは"zeus"を"warrior"に変更している）
現状
meta-altera-refdesの最新版はAngstrom-v2019.12-zeusを指定しているのに対し、meta-alteraの最新版はAngstrom-v2019.06-warrior用になっているのでこのままではビルドできない。そこで
meta-altera-refdes のバージョン指定をコメントアウトすることでとりあえずビルドできるようになる次に環境変数のセットアップと設定ファイルの修正を行う
（設定ファイルの変更内容を入れるのは冗長な気がするがこれもまとめとして入れておく）
（設定ファイルの変更内容を入れるのは冗長な気がするがこれもまとめとして入れておく）
$ 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
$ 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_PROVID
$ bitbake gsrd-console-image
このコマンドで生成された以下のファイルを今回は使う
deploy/glibc/images/cyclone5/gsrd-console-image-cyclone5.tar.gz４．SDカードへの書きこみ
最後に生成した以下の４つのファイルをSDカードに書きこむ
zImagesocfpga_cyclone5_socdk.dtbu-boot-with-spb.sfpgsrd-console-image-cyclone5.tar.gzまずは書き込むためのパーティションを設定する
作成するのは
作成するのは
作成にはfdiskコマンドを使う
$ sudo fdisk /dev/sdb
コマンド (m でヘルプ): o
選択 (既定値 p): p
パーティション番号 (1-4, 既定値 1): 3
最初のセクタ (2048-124735487, 既定値 2048):
最終セクタ, +セクタ番号 または +サイズ{K,M,G,T,P} : +16MB
コマンド (m でヘルプ): t
16 進数コード (L で利用可能なコードを一覧表示します): a2
コマンド (m でヘルプ): n
選択 (既定値 p): p
パーティション番号 (1,2,4, 既定値 1): 1
最初のセクタ (32768-124735487, 既定値 32768):
最終セクタ, +セクタ番号 または +サイズ{K,M,G,T,P} : +128M
コマンド (m でヘルプ): t
16 進数コード (L で利用可能なコードを一覧表示します): b
コマンド (m でヘルプ): n
選択 (既定値 p): p
パーティション番号 (2,4, 既定値 2): 2
最初のセクタ (294912-124735487, 既定値 294912):
最終セクタ, +セクタ番号 または +サイズ{K,M,G,T,P} :
コマンド (m でヘルプ): w
次にそれぞれのパーティションにファイルを配置する
$ sudo mkdir /mnt/sdcard1
$ sudo mount /dev/sdb1 /mnt/sdcard1
$ sudo cp zImage /mnt/sdcard1/.
$ sudo cp socfpga_cyclone5_socdk.dtb /mnt/sdcard1/.
$ sudo sh -c "echo 'LABEL Linux Defaul' > /mnt/sdcard1/extlinux/extlinux.conf"
$ sudo sh -c "echo ' KERNEL ../zImage' >> /mnt/sdcard1/extlinux/extlinux.conf"
$ sudo sh -c "echo ' FDT ../socfpga_cyclone5_socdk.dtb' >> /mnt/sdcard1/extlinux/extlinux.conf"
$ sudo sh -c "echo ' APPEND root=/dev/mmcblk0p2 rw rootwait earlyprintk console=ttyS0,115200n8' >> /mnt/sdcard1/extlinux/extlinux.conf"
$ sudo umount /mnt/sdcard1
2番目のextパーティションには
gsrd-console-imae-cyclone5.tar.gzを展開する
$ sudo mkfs.ext3 /dev/sdb2
$ sudo mkdir /mnt/sdcard2
$ sudo mount /dev/sdb2 /mnt/sdcard2
$ sudo tar xf gsrd-console-image-cyclone5.tar.gz -C /mnt/sdcard2/
$ sudo umount /mnt/sdcard2
3番目のA2パーティションには
u-boot-with-spl.sfpを書きこむ$ sudo dd if=u-boot-with-spl.sfp of=/dev/sdb3