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Tutorial Buildroot utilizando ferramentas atuais

Considerações

Neste tutorial iremos explicar como efetuar o build root utilizando os seguintes recursos:

A utilização das ferramentas atuais permite entender e facilitar a contrução dos arquivos de sistemas de forma atualizada.

1. Inicializando

Para efetuar esse tutorial, é preciso ter o SDCard particionado com a imagem desse arquivo Linux Console(Kernel 4.5)

wget https://download.terasic.com/downloads/cd-rom/de10-standard/Linux/DE10-Standard_Linux_Console.zip

Depois descompactar o .zip e passe para o SDCard particionado.

Instale os packages necessários: 

sudo apt update
sudo apt install flex
sudo apt install bison
sudo apt install libncurses5-dev
sudo apt install g++
sudo apt install bzip2
sudo apt install git
sudo apt install libssl-dev

Primeiramente, baixe os recursos citados acima (exceto Linux SoCFPGA, cujo link será usado no menuconfig do buildroot). Crie um diretório e coloque os arquivos extraídos nele (em caso de repositório git, dê git clone neste diretõrio). Em seguida começaremos pelas configurações do buildroot:

  1. Acesse o diretorio do Buildroot
  2. rode o comando: 
    export ARM_GCC=[insert_toolchain_path]/arm-gnu-toolchain-13.3.rel1-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf
export ARCH=arm
make menuconfig

O comando anterior irá abrir a configuração do Buildroot. Iremos configurar os recursos existentes para criar o file system e compilar o kernel. Segue abaixo as configurações recomendadas para uso em nossa pĺaca de desenvolvimento.

2. Configuração do root file system

  1. Acesse no Main Menu -> Target Options:

    • Target Architecture: ARM (little endian)
    • Target Architecture Variant: cortex-A9
    • Enable NEON SIMD extension support (aperte Y)
    • Enable VFP extension support (aperte Y)
    • Floating point strategy: NEON

  2. Acesse no Main Menu -> Toolchain:

    • Toolchain type: External toolchain
    • Toolchain: Custom toolchain
    • Toolchain path: $(ARM_GCC)

    • Toolchain prefix: $(ARCH)-none-linux-gnueabihf

      Para essa etapa, acesse o diretório da pasta e abre no terminal, Por fim execute o comando PWD para ter o caminho certo e coloque na configuração do buildroot. - External toolchain gcc version: 13.x - External toolchain kernel headers series 4.20.x - External toolchain C library: glibc - Enable: Toolchain has SSP support - Disable: Toolchain doesn't have RPC support - Enable: Toolchain has C++ support As opções abaixo foram selecionadas, pois o GNU tem supporte para, e caso contrário um erro acontece durante a construção do arquivo de sistema: - Enable: Toolchain has Fortran support - Enable: Toolchain has OpenMP support

  3. Acesse no Main Menu -> System Configuration:

    • System hostname: Escolha o nome do Host
    • System banner: BEM VENIDOS AO SISTEMA EMBARCADO AVANÇADO (de seu nome)

  4. Acesse no Main Menu -> Kernel

3. Gerando o Root File System e o zImage

Apos efetuar e salvar as configurações do buildroot, o comando abaixo ira gerar a imagem do kernel:

export ARM_GCC=[insert_toolchain_path]/arm-gnu-toolchain-13.3.rel1-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf
export ARCH=arm
make all -j 8

4. Passando o File System para o SDCard

O file system zipado gerado está no diretório do seu buildroot/output/images! Apague o file system atual, e extraia os arquivos zipados gerados para seu SDcard.

sudo rm -r /media/[seu_usuario]/[partição_do_sdcard_rfs]/
sync
sudo tar xvf rootfs.tar -C /media/[seu_usuario]/[partição_do_sdcard_rfs]/
sync

5. Passando a imagem do kernel para o SDCard

Copie o arquivo zImage para a partição do pendrive de 500 MB, substituindo o zImage antigo. 

cp -f zImage /media/[seu_usuario]/[partição_do_sdcard_zimage]/zImage

6. Executando

Coloque o SDCard em sua placa de desenvolvimento e execute o comando abaixo:

screen /dev/ttyUSB0 115200,cs8

Lembre-se do usuário configurado e sua senha. Em seguida o seu kernel estará em execução!

Facilitando

Para facilitar a compilação do kernel, criamos um script Makefile para executar o buildroot com as configurações citadas antariormente, presente no arquivo .config abaixo. Esse arquivo Make deverá estar no mesmo diretório do buildroot, enquanto o .config deverá estar na raíz do buildroot. Vale mencionar que o .config é a configuração efetuada na etapa 2, sem essa configuração não é possível criar o file system. Geramos esse arquivo para agilizar as etapas.

Já no arquivo Makefile, você precisa alterar o caminho do user da máquina e das partições do SDCard, para que seja reconhecido na hora de executar o comando. Como nos exemplos abaixo:

export USER = [seu_ususario]
export PARTITION_ROOTFS = XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX
export PARTITION_ZIMAGE = XXXX-XXXX 
export HOME_PATH = /[o_caminho]/[para]/[o_diretorio]/[do_build_root]/

[!WARNING] HOME_PATH precisa terminar com "/" e verifique e retire caso haja espaços após os nomes dos partitions, pois pode gerar erros no make.

O arquivo Makefile encapsula as seguintes funcionalidades:

  • Baixa requerimentos

  • Compila o kernel e o root file system

  • Apaga o file system atual do SDCard (JÁ CONECTADO COM O PEN-DRIVE EM SUA MÁQUINA)

  • Transfere o file system e o kernel pro SDCard(JÁ CONECTADO COM O PEN-DRIVE EM SUA MÁQUINA)

Executando o Makefile

[!WARNING] Não rode o comando make por si só. Pode dar problema.

Execute os seguintes comandos:

  1. O make install irá baixar todas as dependências e copiar o .config para dentro do buildroot. Dependências:

  2. Necessário que o .config esteja na mesma pasta do Makefile.

make install
  1. O make build irá gerar o kernel e o root file system.
make build

[!WARNING] Se aparecer o erro "LD_LIBRARY_PATH" execute o comando: unset LD_LIBRARY_PATH e rode o make build novamente.

  1. O make remove é necessário para remoção do arquivo root file system, devido ao erro que pode ocorrer após execução mesmo que feita correta. É importante checar os arquivos internos do SDCard, como confirmação de que o comando foi efetivo.
make remove

  1. O make deploy, envia o Kernel e o root file system para o SDCard. Dependências:

  2. Necessário a conexão com o Pen-drive(SDCard).

make deploy

Referências