AVR32: Atmel NGW100

Рассказ о маленьком одомашненном роутере. В качестве роутера я использую Atmel NGW100 Network Gateway Kit, плату на процессоре AT32AP7000. Розничная цена, для справки, чуть менее $100. Один из серьезных недостатков — не имеет USB-host контроллера, однако может подсоединяться как USB-устройство, таким образом сразу до трех сетевых интерфейсов доступно для использования(два Ethernet и один USB). Две флеш-микросхемы по 8Mb, оперативная память — 32Mb, устройство для чтения SD-карт, вывод программатора JTAG и много выводов GPIO, которые могут быть использованы произвольным образом.

AVR32 — это RISC-архитектура процессоров, выпускаемых компанией Atmel, основанная на ARM. На двух флеш-модлях NGW100 расположен загрузчик U-Boot и файловые системы ОС Busybox/Linux. Все свежие исходники и готовые бинарные образы можно взять на сайте Atmel. Исходники представляют собой модифицированный BuildRoot, куда положены все необходимые для сборки и работы с архитектурой AVR32 патчи для GCC, U-Boot, Linux.

После года вполне успешной работы, я решил обновить систему на роутере, добавив туда блек-джек и шлюх новых приложений. Процессор AT32AP7000 экспортирует терминал через COM-порт, поэтому кабель RS232 облегчает работу с платой: соедините ваш компьютер и NGW100 и используйте minicom или какой-нибудь другой терминал для связи, вам будет доступна командная строка загрузчика U-Boot(необходимо быстро нажать пробел, когда об этом просят, иначе начинается загрузка), а так-же командная строка ОС, когда она загрузится. Так-же приветствуется наличие TFTP-сервера на вашем компьютере, поскольку загрузка образов через KERMIT происходит достаточно долго. Исходники и инструкции для сборки полностью доступны на сайте Atmel.

К процессу конфигурации и сборки никаких комментариев добавить невозможно, поскольку тут все достаточно очевидно и инструкции доступны. После распаковки исходников:

# make atngw100_defconfig
# make menuconfig
# make source
# make

После компиляции получится три файла: образ u-boot, образ корневой файловой системы и /usr в формате jffs2. Все образы также доступны в готовом виде на сайте Atmel.

На странице AVRFreaks Firmware_upgrade доступны исчерпывающие инструкции по обновлению микрокодов. Общая схема обновления примерно следующая: находясь в командной строке загрузчика uBoot необходимый образ загружается в оперативную память, используя тот или иной канал связи(TFTP, KERMIT, SD-карта, etc.); снимается защита с нужного участка флеш-памяти и образ копируется на флеш-память. Загрузчик uBoot, корневая файловая система и настройки uBoot располагаются на первом флеш-модуле, файловая система /usr полностью занимает второй. Чтобы обновить загрузчик, можно воспользоваться либо программкой flash-upgrade, доступной на сайте Atmel, либо непосредственно загрузить образ uBoot, как описывается на сайте AVRFreaks. Если при обновлении загрузчик окажется поврежден, то для его восстановления понадобится программатор JTAG.

Проверьте, чтобы у вас загружается правильное ядро, у меня почему-то получилось так, что загрузчик искал ядро в /uImage, а лежало оно в /boot/uImage. для этого нужно соответствующим образом изменить переменную окружения загрузчика (bootcmd=fsload /boot/uImage;bootm). На странице U-Boot command reference есть полный список команд U-Boot с описаниями.

Обновление корневой файловой системы выглядит следующим образом: загружается её образ, очищается место для корневой системы, образ копируется на флеш. Команда копирования принимает три аргумента, последний из которых — размер копируемой области в шестнадцатеричном формате:

> set ipaddr 192.168.0.50
> set serverip 192.168.0.1
> tftp 0x90000000 rootfs.avr32.jffs2-root
> protect off 0x20000 0x7EFFFF
> erase 0x20000 0x7EFFFF
> cp.b 0x90000000 0x20000 0xSIZE
> protect on all


Обновление файловой системы /usr производится из успешно(но с ошибками из-за рассогласования версий файловых систем) загруженной операционной системы, вначале образ загружается в директорию /tmp (обратите внимание, что /tmp смонтирован в ramdisk, попытка временно разместить образ в другом месте не увенчается успехом по двум причинам: не хватит места, скорость записи на флеш очень медленная), устройство /dev/mtd3 отмонтируется, очищается и туда копируется содержимое образа:

> tftp -g -r rootfs.avr32.jffs2-usr 192.168.0.1
> flash_eraseall /dev/mtd3
> dd if=/tmp/rootfs.avr32.jffs2-usr of=/dev/mtd3 bs=1056
> reboot


Обновленная операционная система полностью готова к дальнейшей настройке и использованию.



Небольшое добавление: почему-то busybox 1.13.1 обладает очень интересным поведением: ifup гасит DHCP-клиент сразу после того, как тот получит IP-адрес, это означает, что когда аренда адреса истечет, никто её не обновит. Поэтому перед сборкой busybox надо найти busybox.config в target/device и выключить там опцию CONFIG_FEATURE_IFUPDOWN_EXTERNAL_DHCP, включив CONFIG_APP_UDHCPC.
Будет использовать DHCP-клиент из набора busybox, однако в такой конфигурации он будет запущен постоянно.

Еще одно небольшое добавление: возможно придется использовать патч busybox-1.13.1-bindtodevice.patch, исправляющий проблемы с падением udhcpc во время попытки обновить аренду.

D-Bus

D-Bus -- это шина сообщений или один из способов взаимодействия процессов между собой в операционной системе GNU/Linux, используемая практически во всех современных дистрибутивах. Выполняемые процессы часто хотят взаимодействовать между собой; пайпы(pipes), общая память(shared memory), RPC, и т.п. -- все это обеспечивает обмен информацией между ними.

D-Bus представляет свой альтернативный способ такого взаимодействия. Сам демон dbus занимается маршрутизацией сообщений, рассылаемый приложениями друг другу. Концепция dbus примерно следующая: существуют


  • объекты, которым ставятся в соответствие их пути с целью адресации, например /org/freedesktop/Hal/devices/computer;

  • каждый объект имеет один или более интерфейсов, например org.freedesktop.DBus.Introspectable;

  • каждый интерфейс содержит набор методов и сигналов, методы можно вызывать как функцию, передавая параметры и получая возвращаемое значение, а на сигналы можно подписываться и получать уведомления в соответсвующий момент.



Каждое подключение к демону имеет свое имя, например org.kde.kopete.
Таким образом приложения, зная друг друга по такому имени, могут работать с объектами друг друга.

Интроспекция


Возникает вопрос, а как нам узнать конкретные пути объектов и имена методов, чтобы можно было сделать что-то действительно полезное? В этом помогает способность объектов смотреть внутрь себя, подобно одноименному методу психологических исследований. Каждый объект, даже если о нем заранее ничего не известно, имеет интерфейс org.freedesktop.DBus.Introspectable в котором есть один вызов Introspect.

Попросим у корневого объекта подключения org.freedesktop.DBus рассказать о себе:
dbus-send --type=method_call --print-reply --dest=org.freedesktop.DBus / org.freedesktop.DBus.Introspectable.Introspect

В ответ возвращается строка, содержащая XML файл с описанием, из которого можно узнать, какие доступны интерфейсы, какие в них есть методы и какие есть дочерние узлы, т.е. объекты типа /Name

Несколько примеров



Узнать имена подключений:
dbus-send --session --dest=org.freedesktop.DBus --type=method_call --print-reply / org.freedesktop.DBus.ListNames

Следует отметить, что существуют системная (--system) и сессионая (--session) шины. Первая из них общая для всех процессов, вторая предназначена для пользовательских процессов и запускается в момент входа в систему (например запуска сессии KDE).

Получить массив, содержащий список контактов запущенного kopete:
dbus-send --dest=org.kde.kopete --type=method_call --print-reply /Kopete org.kde.Kopete.contacts


Сделает погромче музыку:
dbus-send --dest=org.mpris.amarok --type=method_call --print-reply /Player org.freedesktop.MediaPlayer.VolumeSet int32:95


Выключит компьютер (без всяких root'овских прав):
dbus-send --system --dest=org.freedesktop.Hal --type=method_call --print-reply /org/freedesktop/Hal/devices/computer org.freedesktop.Hal.Device.SystemPowerManagement.Shutdown


В качестве заключения, d-bus к сожалению умеет хорошо работать лишь в рамках одного компьютера.
Ссылка на сайт: http://dbus.freedesktop.org