Ports/aarch64/Raspberry Pi4
Данное описание относится в основном к Pi4, но в целом подходит и для других железок на основе Broadcom BCM2711 или даже BCM2710 (как, например, Pi3).
Аппаратная часть и отладка
Самая большая сложность - практически полное отсутствие документации. Это, конечно, Broadcom, но все равно фу такими быть. Тем не менее, три самых главных отладочных средства на малине есть и работают.
JTAG
Очень надеюсь, что в такие дебри вам лезть не потребуется, но на всякий случай...
Положите малину разъемами питания и видео к себе, а разъемами Ethernet и USB вправо. В левом дальнем углу окажется 40-контактная гребенка GPIO:
2 oooooooooooooooooooo 40 1 oooooooooooooooooooo 39
Соответствие сигналов JTAG (3.3V TTL) и контактов GPIO такое:
Name Pin Function TCLK 22 test clock TDI 37 test data in TDO 18 test data out TMS 13 test master-slave TRCK 16 test return clock TRST 15 test reset
Общий провод (GND) можно подключить к любому из контактов 6,9,14,20,25,30,34,39; рекомендую использовать одновременно 14, 20 и 39 ввиду их максимальной близости к сигнальным. Питание +3.3V можно взять с контактов 1 или 17; питание +5V присутствует на контактах 2 и 4.
Консоль
/dev/ttyAMA0 115200 8N1, 3.3V TTL. Подключать очень удобно - три контакта подряд:
Name Pin Function URXD 10 UART RX data UTXD 08 UART TX data GND 06 Common ground
Общий провод (GND) в этом случае удобнее всего подключить к 6 контакту. Главное, не промахнитесь: рядом +5V, которые уже могут быть опасными для USB-serial адаптера (рекомендую PL2303 и CH340, они более живучие).
Кнопка RESET
Увы, незаменимая вещь. Впрочем, здесь разработчики малины немного сэкономили: контактные площадки на плате есть, а разъем туда не впаян. Если вы уверены в своих руках и знаете, с какой стороны браться за паяльник - ничего сложного. Если есть сомнения - обратитесь к тому, кто умеет. Вам понадобится двух- или трехконтактный разъем, аналогичный GPIO-гребенке - с расстоянием между контактами в одну линию (2.54 мм, 1/10 дюйма). Его место на плате малины можно легко опознать по надписям RUN и Global_EN. Так вот: если этот самый Global_EN (правый контакт) соединить с общим (центральный контакт) - это и будет нажатие кнопки Reset.
Firmware и загрузка
Процесс загрузки
Внутри ПЗУ малины находится примитивный начальный загрузчик, который выполняет следующие действия:
- проверяет доступность SDHC-флешки (SDXC его скорее всего тоже устроит, а вот просто SD не воспринимает)
- проверяет наличие на ней корректной таблицы разделов MBR (если когда-то там делали GPT, нужно вычистить все ошметки)
- проверяет существование первого раздела с типом FAT32 (/dev/sdx1 0x0C)
- запускает основной загрузчик, находящийся в файле start4.elf (на старых малинах - start.elf)
Основной загрузчик читает с того же раздела файл config.txt и в целом принимает его к сведению, но действует все же по собственному разумению. Выглядит этот файл примерно так:
arm_64bit=1 device_tree=bcm2711-rpi-4-b.dtb enable_gic=1 dtoverlay=disable-bt enable_uart0=1 init_uart_baud=115200 dtoverlay=vc4-fkms-v3d gpu_mem=32 disable_overscan=1 ignore_lcd=1 display_default_lcd=0 hdmi_force_hotplug=1 max_frambuffers=2 framebuffer_priority=2
Нетрудно видеть, что именно здесь мы разрешаем процессору использовать 64-битный режим, загружаем параметры Device Tree, включаем ПКП (который, кстати, появился только на четвертой малине), отключаем bluetooth и освобождаем последовательный порт для консоли, устанавливаем скорость этого порта, а также настраиваем видеоподсистему. Когда все настроено, загрузчик запускает ядро из файла kernel8.img и передает ему параметры - как на свое усмотрение, так и из файла cmdline.txt
Firmware
Распространяется в виде готовых бинарников, доступно по адресу https://github.com/raspberrypi/firmware К сожалению, репозитарий превращен в помойку - помимо собственно firmware туда зачем-то пихают ядра (собранные непонятно кем непонятно как) и какой-то дополнительный софт. Поэтому просто вытягиваем оттуда актуальную версию:
git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/firmware
и копируем нужные файлы к себе:
cp -a boot/bootcode.bin boot/fixup*dat boot/start*elf ~/packages/rpi4-firmware/
Все, копию репозитария можно удалять - больше от нее никакой пользы.
Создание загрузочного раздела и корневой ФС
- Возьмите microSDHC флешку объемом хотя бы 4 Гб, а лучше 8 Гб.
- Очистите ее от возможных ошметков GPT и аналогичной ерунды:
dd bs=1M count=1 if=/dev/zero of=/dev/sdx
- Создайте на ней два раздела:
- /dev/sdx1 - 128...256 Мб, тип 0x0C, загрузочный
- /dev/sdx2 - все остальное, тип 0x83, для корневой ФС
- Создайте файловые системы на этих разделах:
mkfs.vfat -F 32 -n RPI-BOOT -v /dev/sdx1 mke2fs -j -m1 /dev/sdx2
- Смонтируйте их в удобные вам каталоги
- Скопируйте в загрузочный раздел содержимое архива rpi4-boot - помимо упомянутых выше bootcode.bin fixup*dat и start*elf он содержит конфигурационные файлы, ядро и файлы Device Tree
- Скопируйте в корневой раздел содержимое нужной вам сборки ALT Linux для AArch64
Ядро
В настоящий момент доступны версии 4.19.71 (старое, относительно стабильное) и 5.3.5 (свежее, стабильное, рекомендуемое). Обе версии собраны с IOMMU_DEBUGFS, так что не удивляйтесь страшному сообщению в логе ядра: оно пока действительно для разработчиков.
Известные проблемы
Выключение и перезагрузка (устарело)
(2019.10)Пока не работают ни с ядром 4.19, ни с ядрами 5.* (2020.10) - работает