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ZYBO (Zynq) 初心者ガイド (10) Linuxのrootfsをカスタマイズする / PythonでHello World

Last updated at 2018-03-11Posted at 2018-01-12

環境

開発用PC: Windows 10 64-bit
- Vivado 2017.4 WebPACKライセンス
- Xilinx SDK 2017.4 <- 今回は使わない
開発用PC (Linux): Ubuntu 16.04 本家 (日本語版じゃない) (on VirtualBox 5.2.4)
- PetaLinux 2017.4
ターゲットボード: ZYBO (Z7-20)

Windows環境は1回目、Linux環境は8回目を参照。
使用するハードウェア(hdf)は8回目を参照。

Linuxのrootfsをカスタマイズする / PythonでHello World

前回は、Linuxカーネルをカスタマイズしました。今回は、rootfsをカスタマイズしてみます。デフォルト設定のままで作ったrootfsには最低限のバイナリやライブラリしか含まれていません。今回は試しに、Pythonを追加して、PythonからHello Worldしてみようと思います。また、gdbも追加してみます。

Pythonoの追加
gdbの追加

メモ

本当は、gccも入れてネイティブビルドできるようにしようと思ったのですが、出来ないようです。
https://forums.xilinx.com/t5/Embedded-Linux/gcc-in-petalinux-kernel/td-p/788368

プロジェクトの準備

新規PetaLinuxプロジェクトの作成からやります。とりあえず、下記操作でBOOT.binとimage.ubを作成して、ちゃんと起動できることを確認します。これは、8回目と同じです。

cd ~/work/peta
petalinux-create --type project --template zynq --name SimplePS
cd SimplePS/
petalinux-config --get-hw-description=../project_1.sdk
petalinux-build
petalinux-package --boot --force --fsbl images/linux/zynq_fsbl.elf --fpga images/linux/design_1_wrapper.bit --u-boot

参考のために、出来上がったバイナリのサイズを確認しておきます。

~/work/peta/SimplePS$ ls -la images/linux/BOOT.BIN images/linux/image.ub 
-rw-rw-r-- 1 tak tak 4554128 Jan 12 13:26 images/linux/BOOT.BIN
-rw-r--r-- 1 tak tak 9482736 Jan 12 13:25 images/linux/image.ub

rootfsのコンフィグ / ビルドする

下記コマンドで、rootfsのコンフィグ画面に入れます。ここで、さまざまなツール(/usr/bin)やライブラリを、含めたり取り外したりできます。また、次回やる予定ですが、自作のユーザアプリケーションを含めるかどうかもここで設定できます。

petalinux-config -c rootfs

今回は、Pythonとgdbをインストールします。Filesystem Packages -> devel -> python -> python -> pythonと、Filesystem Packages-> misc -> gdbを選択して、Save,Exitします。

その後、ファイルシステムを更新します。petalinux-build -x packageだけで良いはずですが、上手くいかなかったら、petalinux-build -x do_populate_sysrootとpetalinux-build -c rootfsもやってみてください。(時間がかかるので注意)

# petalinux-build -x do_populate_sysroot
petalinux-build -x package
# petalinux-build -c rootfs

メモ

rootfsのコンフィグファイルはproject-spec/configs/rootfs_configに作られるっぽい。

成果物

変更したのはrootfsだけなので、image.ubのみ更新します。image.ubをSDカードに上書きコピーします。ファイルサイズが大きくなっていることを確認してください。もともと9MByteくらいだったものが、12MByteまで増加しています。

~/work/peta/SimplePS$ ls -la images/linux/BOOT.BIN images/linux/image.ub 
-rw-rw-r-- 1 tak tak  4554128 Jan 12 13:26 images/linux/BOOT.BIN
-rw-r--r-- 1 tak tak 12832728 Jan 12 13:47 images/linux/image.ub

確認する

image.ubを更新したSDカードで、Zyboを起動します。pythonとgdbがインストールされていることを確認します。

root@SimplePS:~# ls /usr/bin/gdb /usr/bin/python*
/usr/bin/gdb               /usr/bin/python-config     /usr/bin/python2-config    /usr/bin/python2.7-config
/usr/bin/python            /usr/bin/python2           /usr/bin/python2.7

PytonでHello Worldする

通常のLinuxのようにPythonコードを実行できます。viはデフォルトでインストールされています。(今回は、rootfsはRAMに展開されているので、再起動したらファイルは消えます)

root@SimplePS:~# vi hello.py
root@SimplePS:~# cat hello.py
print("hello world")

root@SimplePS:~# python hello.py
hello world

gdbでデバッグしてみる

試しに、lsコマンドをgdbでデバッグしてみます。当然lsコマンドにはデバッグ情報が含まれていないので、ブレークポイントなどは張れませんが、一応gdbからrunはできていました。ただし、gdb起動直後にエラー(LookupError: no codec search functions registered: can't find encoding)が大量に発生していました。

root@SimplePS:~# gdb ls
 ここでエラーがたくさんでる
(gdb) run
Starting program: /bin/ls
Cannot access memory at address 0x0
hello.py

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