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組込みLinuxの開発方法~BSPを使った組込みLinuxのビルド~

2019/03/12サイバートラスト株式会社

OSS技術本部　第一組込技術部

山根大典


目次

● 目次

● Yocto Projectについて

● BSP(Board Support Package)を使った組込みLinuxのビルド○ 開発環境

○ 事前準備/BSPのダウンロード

○ プロプライエタリ・ソフトウェアの準備 / ビルド環境のセットアップ

○ 設定ファイルの編集

○ ビルド

○ 実機へインストール

● BSPのカスタマイズ(事例紹介)○ カスタムボードへの移植

● 参考文献


● 組み込み用カスタムLinuxOSを開発するためのオープンソースプロジェクト群○ https://www.yoctoproject.org/

● 組み込みLinuxをビルドするための環境を提供○ CPU非依存

○ ソースコードベース

○ クロスコンパイル環境(SDK)も提供

● Yocto Projectの共通要素○ poky: リファレンスビルドシステム

○ bitbake: ビルドエンジン

Yocto Project (YP)

Yocto Project® について

OpenEmbedded

Poky

meta-openembedded

metadatabitbake (build engine)

meta-pokymeta-yocto-bspDocumentation

YP Compatible BSPsYP compatible Layers

https://www.yoctoproject.org/


● ビルドエンジン(bitbake)がレシピ(手順書)を元に処理を実行


ソースコードのダウンロード

ソースコードの展開

パッチの適用

ソフトウェアのコンパイル

生成物をパッケージ化

レシピ解析レシピの依存関係やビルド手順を解析

git, svn, ssh, httpなどの形式を指定可能※ https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/ref-manual/ref-manual.html#var-SRC_URI

ファイル名が*.patch, *.diffのパッチファイルがあれば自動的に適用※ https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/ref-manual/ref-manual.html#ref-tasks-patch

https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/ref-manual/ref-manual.html#var-SRC_URI

https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/ref-manual/ref-manual.html#ref-tasks-patch


● bitbake(ビルドエンジン)がレシピ(手順書)を元に処理を実行

● レシピはレイヤー単位で提供


優先度: 高

優先度: 低poky/meta busybox linux-yocto

meta-poky busybox

meta-vendor linux-yocto bootloader


● bitbake(ビルドエンジン)がレシピ(手順書)を元に処理を実行

● レシピはレイヤー単位で提供

● レイヤーを重ねることで既存のレシピの修正や置換が可能


優先度: 高

優先度: 低poky/meta busybox linux-yocto

meta-poky busybox 修正

追記

meta-vendor linux-yocto bootloader


BSPを使った組込みLinuxのビルド


ホストPC: Ubuntu 16.04

ターゲット: Renesas Salvator-X board (with R-Car H3)

BSP: Yocto-BSP v3.9.0

poky: v2.4.2

開発環境


● 事前準備(環境構築)

https://elinux.org/R-Car/Boards/Yocto-Gen3#Preliminary_steps を参照

1. プロプラエタリ・ソフトウェアをインストール(グラフィックやMMPが必要な場合)

2. 必要なパッケージのインストール


https://elinux.org/R-Car/Boards/Yocto-Gen3#Preliminary_steps


● BSPのダウンロード


$ cd ${WORK}$ git clone git://git.yoctoproject.org/poky # poky本体$ git clone git://git.linaro.org/openembedded/meta-linaro.git # linaroのtoolchain用$ git clone git://git.openembedded.org/meta-openembedded # OE-coreを補足するレイヤー群$ git clone git://github.com/renesas-rcar/meta-renesas.git # BSP本体

$ cd $WORK/poky$ git checkout -b tmp 342fbd6a3e57021c8e28b124b3adb241936f3d9d$ cd $WORK/meta-openembedded$ git checkout -b tmp dacfa2b1920e285531bec55cd2f08743390aaf57$ cd $WORK/meta-linaro$ git checkout -b tmp 75dfb67bbb14a70cd47afda9726e2e1c76731885$ cd $WORK/meta-renesas$ git checkout -b tmp fd078b6ece537d986852cb827bd21e022a797b2f


● プロプライエタリ・ソフトウェアの準備(GUIやMMPが必要な場合)


$ cd ${WORK}/renesas-rcar$ ./meta-rcar-gen3/docs/sample/copyscript/copy_proprietary_softwares.sh ${PROPRIETARY_DIR}


● ビルド環境のセットアップ


$ cd ${WORK}

# ビルド環境のセットアップ

$ source poky/oe-init-build-env

# 設定ファイルの準備 (BSPが提供するサンプルを使用)$ cp ${WORK}/meta-renesas/meta-rcar-gen3/docs/sample/conf/salvator-x/poky-gcc/bsp/*.conf \

./conf

$ ls -1 ./conf

bblayers.conf # 使用するレイヤを指定

local.conf # ビルド環境の設定ファイル

local-wayland.conf # weston込のビルド用の設定ファイル



● 設定ファイルの編集○ local.confを編集し、ターゲットのアーキテクチャやインストールするパッケージを設定

# U-boot/IPL option for H3 (SoC: r8a7795)# For H3 SiP DDR 4GiB (1GiB x 4ch)# H3_OPTION = "0"# For H3 SiP DDR 8GiB (2GiB x 4ch)H3_OPTION = "1"# For H3 SiP DDR 4GiB (2GiB x 2ch)#H3_OPTION = "2"

# U-boot/IPL option for H3 (SoC: r8a7795)# For H3 SiP DDR 4GiB (1GiB x 4ch)H3_OPTION = "0"# For H3 SiP DDR 8GiB (2GiB x 4ch)# H3_OPTION = "1"# For H3 SiP DDR 4GiB (2GiB x 2ch)#H3_OPTION = "2"

bootloaderのビルドオプションを変更


● ビルド

※ Renesas BSPが提供するイメージ

● core-image-minimal

○ 最低限の機能のみサポート

● core-image-weston

○ weston/waylandをサポート

● core-image-weston-sdk

○ クロス開発環境を提供するSDK(Software Development Kits)


$ bitbake core-image-minimal # 最小構成でビルド


● ビルド成果物

● Linuxの起動に必要なバイナリ


$ ls -1 tmp/deploy/images/salvator-x/bl2-salvator-x.binbl2-salvator-x.elfbl2-salvator-x.srecbl31-salvator-x.bin...(省略)...

Image カーネルイメージ (カーネル本体)

Image-r8a7795-salvator-x.dtb デバイスツリー (ハードウェア情報)

core-imge-minimal-salvator-x.tar.bz2 rootfs

*.srec or *.bin bootloader


● 実機へのインストール○ TFTP(Trivial File Transfer Protocol)経由のNFS (Network File System) ブート

■ https://elinux.org/R-Car/Boards/Yocto-Gen3#Running_Yocto_images 参照

○ eMMC/SDカードブート

■ https://elinux.org/R-Car/Boards/Yocto-Gen3#How_to_prepare_and_boot_from_eMMC.2FSD_card 参照


https://elinux.org/R-Car/Boards/Yocto-Gen3#Running_Yocto_images

https://elinux.org/R-Car/Boards/Yocto-Gen3#How_to_prepare_and_boot_from_eMMC.2FSD_card


BSPのカスタマイズ(事例紹介)


カスタムボードへの移植

1. BSPをベースにカスタムボード用のパッチ/ソースコードを作成

poky/meta

meta-poky

meta-vendor

busybox

busybox

linux-yocto bootloader

linux-yocto

既存のレイヤ


1. BSPをベースにカスタムボード用のパッチ/ソースコードを作成2. 新しいレイヤを定義し、レシピを追加


poky/meta

meta-poky

meta-vendor

busybox

busybox


linux-yocto

meta-custom applicationbootloaderlinux-yocto

既存のレイヤ

カスタムボード用のパッチ

アプリの追加

設定ファイル+


1. BSPをベースにカスタムボード用のパッチ/ソースコードを作成2. 新しいレイヤを定義し、レシピを追加3. パッチ/ソースコードとカスタムレイヤをリリース


poky/meta

meta-poky

meta-vendor

busybox

busybox


linux-yocto

meta-custom applicationbootloaerlinux-yocto

リリース

設定ファイル+


● Yocto Project Software Overview

○ https://www.yoctoproject.org/software-overview

● Yocto Project Poky Reference Manual

○ https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/mega-manual/mega-manual.html

● Bitbake User Manual

○ https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/bitbake-user-manual/bitbake-user-manual.html

● R-Car Wiki

○ https://elinux.org/R-Car

参考URL

https://www.yoctoproject.org/software-overview

https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/mega-manual/mega-manual.html

https://www.yoctoproject.org/docs/2.4.2/bitbake-user-manual/bitbake-user-manual.html

https://elinux.org/R-Car


信頼とともに

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