コグノスケ

ROCKPro64とPCI Express - 解決編

目次: ARM

ROCKPro64のPCIeが動かなくて、しばらく放置（2019年3月16日の日記参照）していたのですが、今日久しぶりに見てみたところ、意外とあっさり直せました。

PCIeが動かなかった理由は単純で、PERST# 信号を全く制御しておらず、PCIeカードのリセットを解除していなかったためでした。それは動かないわ。

不思議なことにlinux-nextではROCKPro64以外のRK3399搭載ボードはPCIeが使えるように対応が入っているのに、ROCKPro64だけハブられています。悲しいので、作ったパッチをLKMLにぶん投げておきました。誰かの役に立てば嬉しいですね。

ちなみにROCKPro64のPCIe PERST# 信号は、こんな経路で来ていました。
RK3399 GPIO2_D4 -> PCIE_PERST_L -> PCIE_PERST_3V3_L -> PERST#

実験

我が家にはPCIeのカードが3つあります。あります、というか、わざわざROCKPro64のPCIe接続テストのために買ったという方が正しいです。

• USB 3.0増設カード
• SATA増設カード
• PCIe - PCIブリッジカード

リセットを制御していない場合、基本的にはどのボードも動きません。しかしUSB拡張カードだけはたまに動きます。不思議な挙動です。カードがPERST# を無視しているのか、偶然か、深追いしていないのでわかりません。

PERST# の制御をするように直したところ、USB 3.0カードと、SATAカードはバッチリ認識するようになりました。PCIe - PCIブリッジカードは起動中になぜかROCKPro64にリセットが掛かってしまい、うまくいきませんでした。

ROCKPro64からの給電では足りないのかと疑って、外部からブリッジカードに電源を供給してみましたが、ダメでした。PCでも使えたり使えなかったりする、割と特殊なカードらしいので、ROCKPro64では動かないのかもしれません。

さらに調べるにせよ、何にせよ、また次の機会ですね。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。多少修正。

Tinker BoardのHDMIから音を出す

今更ですが、メモしていなかった気がするので、Tinker Board（Rockchip RK3288搭載）でHDMI Audioを有効にする方法です。

方法は簡単でLinuxのCONFIG_DRM_DW_HDMI_I2S_AUDIOを有効にすれば良いです。5/3時点のlinux-nextのツリーでは、make defconfigするとこのコンフィグはnで、ビルド対象外になっています。手動で下記の設定を有効にする必要があります。

$ make menuconfig

  Device Drivers  --->
    Graphics support  --->
      Display Interface Bridges  --->
        [*] Synopsys Designware I2S Audio interface

設定とビルドがうまく行くと、下記のようにi2s-i2s-hifiというちょっと変わった名前のオーディオデバイスが見えるようになるはずです。

# cat /proc/asound/pcm
00-00: USB Audio : USB Audio : playback 1 : capture 1
00-01: USB Audio : USB Audio #1 : playback 1 : capture 1
00-02: USB Audio : USB Audio #2 : playback 1
01-00: ff890000.i2s-i2s-hifi i2s-hifi-0 :  : playback 1

HDMIは画像と音声が一緒に転送されますから、本来は画像側のドライバも合わせて有効にする必要があるはずです。が、画像側のドライバはdefconfigでyないしmになるようで、特殊なカーネルコンフィグを使っている人以外は気にしなくて良いでしょう。

どうして音声系のドライバだけdefconfigからハブられているのか？については謎です。私は画像側のドライバと音声側のドライバ両方ともdefconfigで有効にした方が良いのでは……と思いますが、何か理由があるのでしょう。

CONFIG_DRM_DW_HDMI_I2S_AUDIOはCODEC側なので、CPU側のコンフィグCONFIG_SND_SOC_ROCKCHIP_I2Sも紹介しておきます。とはいえdefconfigで有効になるようなので、これも通常は気にしなくて良いでしょう。

クロスビルド用ツールチェーン - その2

目次: GCC

引き続き、超基本的なbinutils + GCC + glibcの組み合わせのクロスビルド環境を作っています。やや苦戦したものの、ARM, AArch64, RISC-V 64でビルドが通りました。良かった良かった。

残念ながらRISC-V 32はglibcが対応しておらず、libcなしのベアメタル向けコンパイラしか作れませんでした。glibc does not yet support 32-bit systemsと怒られます。glibcの代わりにnewlibなどを使えば、libcありのLinux向けコンパイラが作れるかもしれませんが、試していないのでわかりません。

環境

昔作ったクロスコンパイラをビルドするMakefile（GitHubへのリンク）を改造して、作りました。

前回（その1）検討した通り、本格的に運用するなら独自のビルドツールよりcrosstool-NGかbuildrootに切り替えた方が良いと思います。

ビルド方法

詳細はGitHubを見た方が良いですが、configureに指定しているオプションだけ、ざっと列挙しておきます。

CROSS_ARCH = riscv64-unknown-linux-gnu
TOP_DIR    = `pwd`
CROSS_ROOT = $TOP_DIR/buildroot

PREFIX  ?= $(CROSS_ROOT)
SYSROOT ?= $(CROSS_ROOT)/$(CROSS_ARCH)/sysroot

まずbinutilsは、

./configure \
  --target=$(CROSS_ARCH) \
  --prefix=$(CROSS_ROOT) \
  --disable-nls \
  --disable-static \
  --disable-werror \
  --with-lib-path=$(CROSS_ROOT)/lib \
  --with-sysroot=$(CROSS_ROOT)

次にgccは、

./configure \
  --target=$(CROSS_ARCH) \
  --prefix=$(PREFIX) \
  --enable-languages=c \
  --disable-libatomic \
  --disable-libitm \
  --disable-libgomp \
  --disable-libmudflap \
  --disable-libquadmath \
  --disable-libsanitizer \
  --disable-libssp \
  --disable-libstdcxx-pch \
  --enable-long-long \
  --enable-lto \
  --disable-multiarch \
  --disable-multilib \
  --disable-nls \
  --disable-plugin \
  --disable-shared \
  --disable-threads \
  --disable-__cxa_atexit \
  --without-headers \
  --with-local-prefix=$(SYSROOT) \
  --with-sysroot=$(SYSROOT) \
  --with-newlib

難関のglibcはこんな感じ、

./configure \
  --host=$(CROSS_ARCH) \
  --prefix=$(SYSROOT)/usr \
  --disable-profile \
  --disable-multilib \
  --enable-add-ons \
  --enable-kernel=3.0.0 \
  --disable-multi-arch \
  --enable-obsolete-rpc \
  --with-binutils=$(PREFIX)/bin \
  --with-headers=$(SYSROOT)/usr/include \
  --with-sysroot=$(SYSROOT)

最後にglibcを動的リンク可能なgccは、

./configure \
  --target=$(CROSS_ARCH) \
  --prefix=$(PREFIX) \
  --enable-languages=c,c++,fortran \
  --enable-libatomic \
  --disable-libitm \
  --enable-libgomp \
  --enable-libmudflap \
  --enable-libquadmath \
  --disable-libsanitizer \
  --enable-libssp \
  --enable-libstdcxx-pch \
  --enable-long-long \
  --enable-lto \
  --disable-multiarch \
  --disable-multilib \
  --enable-nls \
  --enable-plugin \
  --enable-shared \
  --enable-threads=posix \
  --enable-__cxa_atexit \
  --with-local-prefix=$(SYSROOT)/usr \
  --with-build-sysroot=$(SYSROOT) \
  --with-sysroot=$(SYSROOT) \
  --with-native-system-header-dir=/usr/include

この設定が正しいかどうか確証は持てませんが、printfを呼び出すCソースコードをエラーなくビルド可能なコンパイラが作成できるので、良しとします。

引っかかったポイント

色々引っかかったのですが、覚えている限りのエラーと自分が取った対策を列挙しておきます。

どのバージョンのライブラリを組み合わせれば良いかわからない

私はDebianなどの既存Linuxディストリビューションが採用しているバージョンを参考にしました。ホスト側のコンパイラのバージョンも影響するため、昔ビルドが通っていた組み合わせでもビルドが通らないことはあります。

AArch64に変えるとglibcビルドエラー

エラーの内容はredefinition of 'struct user_regs_structでした。何それ……？？と思いきや、sysrootにインストールしたLinuxカーネルヘッダがRISC-V向けになっていた凡ミスでした。

glibcビルドエラー

エラーの内容はenable-multi-arch support require gcc, assembler and linker indirect-function supportでした。これは解決方法がわからんので、GCCのconfigureに --disable-multi-archを指定し、回避しています。

gccビルドエラー

エラーの内容はPthreads are required to build libgompでした。これはややこしいので、別建てで書きます。

gccビルドエラー（詳細）

エラーメッセージだけ読むとさっぱりですが、config.logに記録されたテストプログラムとテスト結果によれば、pthread.hが見当たらないと言っているようです。

• GCCのconfigureに --enable-libgompを指定したため、libgompがビルドされている
• libgompはpthread.hが見つからないのでPthreads are required to build libgompと文句を言っていた

もちろんGCCの前にglibcのクロスビルドに成功しているので、pthread.hは存在しているものの、

• glibcのヘッダをインストールする場所を間違えていた
• gccの --with-native-system-header-dirに指定したパスが間違っていた

これらの原因によって、pthread.hが見えなくなっていたようです。

感想

ツールチェーン構築って大変です。実際に体験すると、crosstool-NGやbuildrootのありがたさが身に沁みます。

クロスビルド用ツールチェーン - その1

目次: GCC

先日（2019年3月27日の日記参照）クロスビルド向けLLVMのビルド方法がわかったので、今度はクロスビルド向けGCCのツールチェーン（超基本的なbinutils + GCC + glibcの組み合わせ）を作ろうとしていますが、さっぱりうまくいかないです。

そもそもどのバージョンの組み合わせならビルドが通るのか全くわかりません……。対象となるクロス環境（ARM向けなのか、RISC-V向けなのか）と、ホスト側のコンパイラバージョンが影響するようで、昔ビルドが通っていた組み合わせを引っ張り出してきても、今の環境だとビルドが通らないなんてことがおきます。

やりたいこと

ビルドできる組み合わせは頑張れば見つけられるとは思いますが、本来やりたいことはクロスビルド用のコンパイラのソースコードリポジトリをダウンロードし、自分でソースコードに何か変更を入れ、変更した内容も含めてビルドすることです（ダウンロードは最悪手動でも良いですけど）。

世の中にはクロスビルド用のツールチェーンを作成できるツールはいくつかありますが、いずれもtarballからのビルドを想定していて、改変を入れて再ビルドする方法が良くわかりません。

ツールが想定しているリリース用のビルドは、

• リリースバージョンのtarballか、ソースコードリポジトリのリリースタグを持ってきてビルド
• 実機で使える形、インストーラなどにパッケージング

開発用は、リリース用に加え、

• 最新のソースコードリポジトリを持ってくる
• ソースコードに素早くアクセス、改変
• 改変した部分だけ差分ビルド
• （必要なら）モジュールを足す

が必要ですが、意外とできないです……。

クロスビルド用ツールチェーンを作成できるツール

いくつかツールを調べてみました。

Yocto

ソースコードはアクセスしづらいです。例えばAGL（Yoctoを使っています）は、
agl/build/tmp/work-shared/gcc-8.2.0-r0/gcc-8.2.0/
に置かれます。何回見ても覚えられません。

ソースコードの改変はできますが、bitbakeはソースコードの変更を認識しないようです。bitbakeにモジュールを明示的に指定すれば良さそうです。もしくはパッチを作ってレシピに足してbitbakeするのがYocto的には正しいのかな？どちらにせよ面倒です。

新たにモジュールを足す方法は、レシピを足すだけなので簡単だと思いますが、それ以外が辛すぎます。開発用には向いていません。

crosstool-NG

ソースコードは、
crosstool-ng/.build/src/gcc-8.2.0/
にあります。アクセスしやすいです。

ソースコードの改変は反映されますが、差分ビルドはしないようで、./ct-ng buildとすると全てビルドしなおされます。ちょっと微妙です。

新たなモジュールの追加はどうやるのかわかりません。Yoctoなどとは違い、コンパイラなどのツールチェーンをビルドする専用ツールなので、Linuxカーネルやbusyboxはビルドしません。足すものはあまりないんじゃないでしょうか。

buildroot

ソースコードは、
buildroot/output/build/host-gcc-final-7.4.0/
にあります。Yoctoよりわかりやすいです。

ソースコードの改変は認識されていないように見えます。ソースコードを変更してmakeしても何もビルドされません。

新たなモジュールの追加方法は知らないですが、比較的簡単なのかな…？

ツールチェーン単体だとcrosstool-NGですし、将来的に追加するものを考えるとbuildrootが良さそうですけど。変更を反映して差分ビルドする方法ないのかな……？？