User:Podlajak

Emulace ARM desky pro předmět Y35PES

Navod na instalaci a pouziti emulatoru AT91SAM7XC256 na linuxu.

(Windows verzi stahujet z: http://www.emclient.com/temp/qemu-arm-softmmu-20091026.zip ).

QEMU

Repozitář

Naleznete na stránkách: http://repo.or.cz/w/qemu/navara.git . Stáhněte si aktuální verzi emulátoru:

pozn: predkompilovane .deb balicky najdete na ftp://rtime.felk.cvut.cz/debian/pool/qemu/

$ git clone git://repo.or.cz/w/qemu/navara.git ./qemu-arm

Jak asi ti bystřejší pochopili, je třeba mít nainstalovaný nástroj na správu kodů: git.

$ emerge git (gentoo)
$ apt-get install git (ubudntu/debian)

Kompilace

Když už máme stažený repozitář:

$ cd qemu-arm 
$ mkdir bin

Nakonfigurujeme.

$ ./configure --target-list=arm-softmmu --prefix=$(pwd)/bin

Zkompilujeme.

$ make

Troubleshooting: Němel jsem v jádře zakompilované KVM a qemu si na něj stežovalo, proto jsem ho zákazal při kompilaci. Údajně ho není pro emulaci potřeba.

$ ./configure --target-list=arm-softmmu --disable-kvm --prefix=$(pwd)/bin

Pan Píša mi poslal konfiguraci s těmito přepínai. Nemám ozkoušeno.

$ ./configure --enable-system --enable-linux-user --enable-io-thread

Poznámka: Pokud jste program už někdy kompilovali, nezapomeňte před kompilací proistit (nepozornost co může stát dloouhé minuty trápení). Je také dobým zvykem před kompilací updatovat repozitář.

$ git pull 
$ make clean

Instalace binutils a arm kompilatoru

Stažení a instalace

Z ftp ftp://rtime.felk.cvut.cz/debian/pool/arm-elf/ stáhněte binutils a gcc. x86 resp. 64bit podle vaší architektury.

$ wget ftp://rtime.felk.cvut.cz/debian/pool/arm-elf/binutils-arm-elf_2.19.50-1_i386.deb
$ wget ftp://rtime.felk.cvut.cz/debian/pool/arm-elf/gcc-arm-elf_4.3.2-1_i386.deb

Instalace těchto .dep balíku je popsána na stránce: Cross_compilers

Troubleshooting

V případě, že dpkg nádavá, že vám nesedí architektura, tak mu ji natvrdo přikažte, nebo nainstalujte přes ar a tar jak je uvedeno v návodu (odkaz o dva řádky výše).

# dpkg -i binutils-arm-elf_2.19.50-1_i386.deb		
dpkg: error processing binutils-arm-elf_2.19.50-1_i386.deb (--install):
 package architecture (i386) does not match system ()

# dpkg -i --force-architecture binutils-arm-elf_2.19.50-1_i386.deb

Vlastní projekt

Úprava projektu z moodle

$ cd ../pes-template

Ve starších verzích nesedí velikosti písmen v Makefile, v header includech a ve jménech souborů ve složce .board. Je potřeba to sladit (přejmenovat soubory, resp. přepsat include i Makefile). Vše potřebné zjistíte z výpisu make.

Kompilace

Te, když je Makefile hotový, můžeme kompilovat. Zajímají nás pouze .elf binárky, tak si ušetříme práci a přeložíme jen do .elf.5

$ make clean
$ make elf

Pozn.: To samozřejmě neplatí pokud chceme projekt programovat na desku. Emulátor qemu používá jako kernel .elf soubory, kdežto na desku se náhravá až výsledný .bin soubor. Tak i tak, v Makefile je stejně pro příkaz 'program' dána závislost 'bin/main.bin'.

Použití emulátoru

Pro soubory qemu-arm/bin/qemu-system-arm (zkompilovaný na zaátku tutoriálu), a námi zkompilovaný vzorový program pes-template/bin/main.elf spustíme emulátor příkazem:

$ qemu-system-arm -M at91pes -kernel main.elf

Doporuuji si na qemu udělat alias, nebo scriptík. Např. u mě:

$ alias qemu-system-arm="~/qemu-arm/bin/qemu-system-arm -M at91pes -kernel"

Pak (po restartu bashe a kompilaci projektu ve slozce pes-template/ ) pro spuštění qemu staí napsat:

$ qemu-system-arm bin/mail.elf

Časem bude snad tahle možnost přímo v Makefile (třeba pod 'make emulate').

Základní ovládání QEMU

Při spuštění programu se vám objeví display 20x4.
Rotaní kodér je namapovaný na šipkách doleva a doprava.
Klávesnice je mapovaná na tlaítka 0-9A-D, znak '-' a levý Shift.
Pokud na běžící display kliknete, "sežere" vám myš! Myš se uvolňuje dvojhmatem Ctrl+Alt.
Pokud jste "uvězněni" v QEMU a zmáknete Ctrl+Alt+2, přepnete se do druhé "qemu kozole".
- Napište příkaz help ať zjistíte co umí.. (quit, stop, cont, ...). Z konzole zpět do emulátoru se vrací Ctrl+Alt+1.

pozn od pana Pisi: Co se dalších periferií týe, tak ekají na další studenty. Qemu je opensource a lze ho tedy upravit
  a to i v rámci diplomových, bakalářských nebo semestrálních prací :-)

Advanced ovladani

Na třetí konzoli (CTRL+ALT+3) se nachazí výstup sériového portu. Ten si lze např přidáním parametru (při spuštění qemu):

-serial tcp::5555,server

v případě potřeby poslat na TCP a íst např. přes telnet,

$ telnet localhost 5555

nebo íst na téhle konzoli přímo v qemu. Posílání debuging hlášek uritě vytete ze vzorových zdrojáků.

Debugging

Na Qemu se také dá připojit přes arm-elf-gdb, target remote a je pak možné krokovat a ladit kód na úrovni zdrojových kódů. S OpenOCD máme pod Linuxem odzkoušené i debuggování ARM7TDMI přímo na targetech. (Tutorial ceka na sikovneho debuggera =)

Nahrávání programů na desku přímo z Linuxu

Abstrakt: Když už si dáváme tu práci a kompilujeme a ladíme program pod naším oblíbeným systémem, pro mařit as kopírováním do Win ve strojovně a hledání chyb v programu, který ani nezvýrazňuje syntaxi.

SAM Boot Asistant

Download

Z Makefile je vidět, že pro nahrávání programů na desku se v laborce používa program sam-ba.exe (SAM Boot Asistant). Verzi pro linux stahujte odsud (pokud nefunguje najdete si na stránkách atmelu poslední verzi - a pokudmožno opravte následující link):

$ wget http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/sam-ba_2.9_cdc_linux.zip
$ unzip sam-ba_2.9_cdc_linux.zip &&\
  rm sam-ba_2.9_cdc_linux.zip &&\
  mv sam-ba_2.9_cdc_linux sam-ba
$ cd sam-ba

Instalace

Vše lze vyíst ze souboru doc/README.linux:

$ cat doc/README.linux
(...)
Install :
You just have to unzip the 'sam-ba_cdc_x.y.linux_zz.zip' archive in a folder
of your choice.
Note : packages needed : tcl8.4 tclx8.4 tk8.4 .
USB CDC Serial driver mount procedure :
1/ Login with administrator rights
2/ Unload usbserial module if it is already running
#rmmod usbserial
3/ Load usbserial kernel module
#modprobe usbserial vendor=0x03eb product=0x6124
4/ Verify that the USB connection is established
#lsusb -d 03eb:6124
Bus 004 Device 006: ID 03eb:6124 Atmel Corp
5/ Know which USB connection is established
#dmesg
...
kernel: usb 4-2: new full speed USB device using uhci_hcd and address 5
kernel: usb 4-2: configuration #1 chosen from 1 choice
kernel: usbserial_generic 4-2:1.0: generic converter detected
kernel: usbserial_generic: probe of 4-2:1.0 failed with error -5
kernel: usbserial_generic 4-2:1.1: generic converter detected
kernel: usb 4-2: generic converter now attached to ttyUSBx
=> you will have to use /dev/ttyUSBx to connect to your board

Na gentoo tedy stailo (jako root) nainstalovat závyslosti a podle instrukcí nahrát do jádra modul usbserial s konkretními vendor a product identifikátory.

# emerge tcl tclx tk
# rmmod usbserial
# modprobe usbserial vendor=0x03eb product=0x6124

Úprava Makefile (once again)

$ cd ../pes-template

Z výpisu dmesg (viz. výše) se po připojení desky dozvíme, že jí najdeme pod zařízením /dev/ttzUSB0. Změníme tedy zařízení v Makefile stejně jako adresu na sam-ba. Čili po úpravách:

$ cat Makefile
 
(...)
 
#SAM_BA_INTERFACE=\usb\ARM0
SAM_BA_INTERFACE=/dev/ttyUSB0
 
(...)
 
#sam-ba.exe $(SAM_BA_INTERFACE) AT91SAM7X256-EK $(TCL_FILE) $(OUTPUT_BIN)/$(TARGET).bin $(SRAM_ORIGIN)
~/sam-ba/sam-ba $(SAM_BA_INTERFACE) AT91SAM7X256-EK $(TCL_FILE) $(OUTPUT_BIN)/$(TARGET).bin $(SRAM_ORIGIN)

Nahrání programu - troubleshooting

A dostáváme se do krizové fáze. Pokud nám kernel našel desku, program se nám zkompiloval, běhá nám v emulátoru a máme v pořádku naintalovaný sam-ba, pokusíme se náš výtvor přesunout na "železo":

$ make program
You may have to bring the target in bootloader-mode now.
./sam-ba /dev/ttyUSB0 AT91SAM7X256-EK board/prog_sram.tcl bin/main.bin 0x202000
-I- Waiting ...
-I- TCL platform : Linux
-I- SAM-BA CDC 2.9 rc6 on : linux
-I- Retrieved arguments from command line :
-I- argv 0 : /dev/ttyUSB0
-I- argv 1 : AT91SAM7X256-EK
-I- argv 2 : board/program_sram.tcl
-I- Connection : /dev/ttyUSB0 (target(comType) = 1)
-I- Board : at91sam7x256-ek
-I- Traces Level : 4
-I- target(handle) : file5
Read device Chip ID at 0xfffff240 --- get 0x275b0940
-I- Found processor : at91sam7x256 (Chip ID : 0x275b0940)
-I- Loading applet isp-flash-at91sam7x256.bin at address 0x202000
-E- Error during FLASH initialization

Thle chyba byla nakonec v knihovnaách pro sam-ba. Řešením je přepsat scripty v nové verzi (SAM-BA-2.9 - stažená dříve v tomto manuálu) těmi které jsou k nalezení na windows v uebnách. Pro jednoduchost je přikládám ke stažení.

$ cd sam-ba/applets/isp-project/tcl_lib/at91sam7x256-ek/
$ mkdir archiv
$ mv * archiv
$ wget http://nardi.alt.cz/at91sam7x256-ek.tcl_lib.tar.gz
$ tar xzvf at91sam7x256-ek.tcl_lib.tar.gz

Od téhle chvíle by mělo fungovat make program.

Thx: Ing. Pavel Píša, Bc. Filip Navara, Ing. Ondřej Špinka & co.
Author:podlajak@fel.cvut.cz

Omkizace Template ulohy na Y36PES

Puvodni template uloha: http://nardi.alt.cz/cv1.tgz
Projekt jsem nabalil na holy repozitar: http://rtime.felk.cvut.cz/gitweb/sysless-common.git (v ostatnich repozitarich dochazelo na ruznych mistech k chybam)
Snazil jsem se dodrzet jmennou konvenci a rozdeleni do adresaru jako ve vzorovem projektu (m2m_sam7).
Prozatimni vysledek je v archivu: http://nardi.alt.cz/sysless-common-pesarm.tgz (staci rozbalit v adresari sysless-common a melo by byt mozne projekt pod OMK zkompilovat)

chyba: Projekt pri emulaci zobrazuje cernou obrazovku, prestoze pri kompilaci s puvodnim makefile jde normalne emulovat.
Vytvoril jsem log k porovnani jednotlivych zpusobu kompilace: http://nardi.alt.cz/make.html
Zviraznil jsem:
modre - prikaz make z puvodniho projektu
zelene - prikaz pri normalnim nastaveni OMK
zlute - pri pouziti MOREOBJS a lib_obj

Standardni a chybovy vystup z puvodniho make
http://nardi.alt.cz/pes-orig/make.log
http://nardi.alt.cz/pes-orig/make.err

Totez z omk:
http://nardi.alt.cz/pes-omk/make.log
http://nardi.alt.cz/pes-omk/make.err

app/arm/template/Makefile.omk

bin_PROGRAMS = pes_template
pes_template_SOURCES = main.c
pes_template_LIBS = at91sam7x256 pes_arm_lcd pes_arm_global pes_arm_dbgu pesarm_assembler pes_arm_syscalls

#pes_template_MOREOBJS =  $(USER_LIB_DIR)/Cstartup.o $(USER_LIB_DIR)/Cstartup_SAM7.o $(USER_LIB_DIR)/lcd.o $(USER_LIB_DIR)/global.o $(USER_LIB_DIR)/dbgu.o $(USER_LIB_DIR)/syscalls.o
                                                                               
CFLAGS += -mthumb -mthumb-interwork -std=gnu99
lib_LOADLIBES = c m c gcc

board/arm/pesarm/libs/bspbase/assembler/Makefile.omk

include_HEADERS = $(notdir $(wildcard $(SOURCES_DIR)/*.h))

lib_LIBRARIES = pesarm_assembler
pesarm_assembler_SOURCES = Cstartup.S                                           

#lib_obj_SOURCES = Cstartup.S

CFLAGS += -mthumb-interwork -x assembler-with-cpp

board/arm/pesarm/libs/bspbase/Makefile.omk

SUBDIRS = assembler
include_HEADERS = $(notdir $(wildcard $(SOURCES_DIR)/*.h))

#lib_obj_SOURCES = Cstartup_SAM7.c

lib_LIBRARIES = at91sam7x256
at91sam7x256_SOURCES = Cstartup_SAM7.c

CFLAGS += -mthumb-interwork -std=gnu99

board/arm/pesarm/libs/pesarmlibs/Makefile.omk

include_HEADERS = $(notdir $(wildcard $(SOURCES_DIR)/*.h))

#lib_obj_SOURCES = global.c lcd.c syscalls.c dbgu.c

lib_LIBRARIES = pes_arm_global pes_arm_lcd pes_arm_syscalls pes_arm_dbgu
pes_arm_global_SOURCES = global.c
pes_arm_lcd_SOURCES = lcd.c
pes_arm_syscalls_SOURCES = syscalls.c
pes_arm_dbgu_SOURCES = dbgu.c

CFLAGS += -mthumb -mthumb-interwork -std=gnu99

V ostatnich adresarich se pouze includuji hlavickove soubory prevzate z puvodniho projektu.

config.target

ARCH=arm
MACH=at91sam7x256
BOARD=pesarm

CROSS_COMPILE = arm-elf-
TARGET_ARCH = -mcpu=arm7tdmi
# set ARCH_... & MACH_... C defines
#CFLAGS += -DARCH_$(shell echo $(ARCH) | tr a-z A-Z)
#CFLAGS += -DMACH_$(shell echo $(MACH) | tr a-z A-Z)
#CFLAGS += -mthumb
#CFLAGS += -mthumb-interwork
CFLAGS += -DRAM_RUN
CFLAGS += -D__WinARM__
CFLAGS += -Wcast-align -Wimplicit -Wpointer-arith -Wswitch -Wredundant-decls -Wreturn-type -Wshadow -Wunused -Wnested-externs
#CFLAGS += -std=gnu99

DEBUG ?= -g
OPTIMIZE ?= -Os

LD_SCRIPT=AT91SAM7X256
DEFAULT_LD_SCRIPT_VARIANT=ram

OUTPUT_FORMATS = bin