Hä, aber da ist doch schon ein Ubuntu drauf, oder?

Ja, das stimmt so.

Allerdings ist das vorinstallierte Ubuntu der schlechteste Ausgangspunkt, den man sich wohl denken könnte:

• alter, unvollständiger U-Boot Loader
• alter, langsamer Kernel
• misskonfiguriertes Ubuntu
• sehr langsames Filesystem JFFS2

Das Gute ist: Es gibt ein Tool, da macht man quasi zwei Klicks, und schon sind alle genannten Punkte in einem Rutsch erledigt.

1. SheevaPlug Installer herunterladen.
2. Entpacken und Terminal und ./README.txt öffnen, kurz lesen.
3. "openocd" benötigt (in Ubuntu Quellen). Arch Linux hat es im AUR (openocd-git-libftdi)
4. USB Stick (/mnt/disk) fat32 formatieren (mkfs.msdos)
   und die Dateien unterhalb von "Installer" nach /mnt/disk/ kopieren
5. "sudo php ./runme.php nand" und warten (php/php5-cli package wird gefordert)
6. Warten und nach ~5-10 Minuten via "ssh root@192.168.0.123" - pass: nosoup4u

HowTo

 $ ssh root@192.168.0.123 # passwort: nosoup4u 

SheevaPlug Installer

Der SheevaPlug Installer ist ein sehr nettes Tool. Damit lässt sich zum Beispiel ein tot geflashtes SheevaPlug wiederbeleben.
Totflashen geht, indem man den Bootloader falsch flasht, sodass das Plug nicht einmal mehr die Hardware initialisieren kann. (Erkennbar an der nicht leuchtetenden blauen Lampe)

Dieser Schritt sollte der allererste sein, den man nach Erhalt eines neuen Sheevas tut.

Hinterher haben wir:

• Das U-Boot 3.4.19 (kann von SD booten)
• Linux ubuntu 2.6.30.2 #11 PREEMPT Wed Jul 22 19:53:31 MDT 2009 armv5tel GNU/Linux
• verdammt schnelles Dateisystem UBIFS mit lzo on-the-fly Komprimierung
• Ubuntu mit korrekt konfigurierter DNS-Auflösung und apt-get

Weiterhin ist es mit diesem Werkzeug möglich, eigene Distributionen einzubinden. Im installer/-Verzeichnis kann der rootfs.tar.gz Tarball mit einem eigenen Distro-Baum ausgetauscht werden.

Auf diesem Weg habe ich selber ein Debian zum Laufen bekommen. Wer das allerdings selber probieren möchte, sollte den vorgefertigten Tarball nutzen. Die aktuelle Build (Anfang Januar) via bootstrap funktionierte bei mir nämlich nicht.

Der Installer bietet auch die Möglichkeit, das Betriebssystem auch auf die SD Flashkarte zu spielen. Denn diese wird mit dem Kernel Update wieder richtig schnell:

== Schreiben via dd bs=1024 count=[100K, 200K, 1M] if=/dev/zero of=/mnt/test.img ==
104857600 bytes (105 MB) copied, 6.31505 s, 16.6 MB/s
209715200 bytes (210 MB) copied, 30.8354 s, 6.8 MB/s
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 221.97 s, 4.8 MB/s

== Lesen via dd if=/mnt/test.img of=/dev/null  ==
104857600 bytes (105 MB) copied, 5.46798 s, 19.2 MB/s
209715200 bytes (210 MB) copied, 10.8675 s, 19.3 MB/s
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 64.4165 s, 16.7 MB/s

/tmp und /var und swap

Da das NAND Flashspeicher ist und dieser bekanntlich eine begrenzte Schreibvorgangsanzahl haben, ist es ratsam, swap, /tmp und /var (sehr häufige Schreib/Lesezyklen) auf eine USB-Festplatte oder auf eine externe (billige) SD Karte umzubiegen oder in den RAM zu speichern.

Das NAND selber kann nämlich nur zwischen 1.000 und 10.000 Schreibzyklen bestehen. Dazu editiert man sich einfach seine /etc/fstab zurecht. Meine sieht z.B. so aus:

mone                   /dev/pts      devpts    defaults            0      0
none                   /dev/shm      tmpfs     defaults            0      0
ubi0:rootfs            /             ubifs     defaults,noatime    0      0
/dev/sda1               /var            jfs       defaults,mode=0755 0 0
/dev/sda6               /home           jfs       defaults,noatime
/dev/sda5               swap    swap    defaults 0 0
/tmp                   /var/tmp      bind      defaults,bind       0      0

none                   /dev/pts      devpts    defaults            0      0
none                   /dev/shm      tmpfs     defaults            0      0
ubi0:rootfs            /             ubifs     defaults,noatime    0      0
tmpfs                  /var/lock     tmpfs     defaults,size=50m,mode=0755 0 0
tmpfs                  /var/log      tmpfs     defaults,size=50m,mode=0755 0 0
tmpfs                  /var/run      tmpfs     defaults,size=50m,mode=0755 0 0
tmpfs                  /tmp          tmpfs     defaults,size=100m,mode=1777 0 0
/tmp                   /var/tmp      bind      defaults,bind       0      0

Ubuntus ARM Repository: ports.ubuntu.com

Nirgends habe ich eine vollständige Liste der möglichen Pakete gefunden. Nirgends.

Daher habe ich einmal apt-get update samt apt-cache pkgnames gemacht und nun eine vollständige Liste aller Pakete, die am 25.12.2009 bereits im Repository waren:

10:32:56::# apt-cache pkgnames
http://posativ.org/blog/files/linux/sheevaplug/all-packages.txt

10:35:03::# apt-cache stats
Total package names: 32956 (1318k)
    Normal packages: 25053
    Pure virtual packages: 250
    Single virtual packages: 2200
    Mixed virtual packages: 240
    Missing: 5213

10:35:25::# cat /etc/apt/sources.list
deb http://ports.ubuntu.com jaunty main restricted universe multiverse

Erste Benchmarks vom NAND und einer SDHC Karte

10:50:40::# dd if=/dev/zero of=/root/test.img bs=1M count=100
100+0 records in
100+0 records out
104857600 bytes (105 MB) copied, 9.37936 s, 11.2 MB/s

10:50:59::# dd if=/root/test.img of=/dev/null
204800+0 records in
204800+0 records out
104857600 bytes (105 MB) copied, 0.826774 s, 127 MB/s

21:09:23::# dd bs=1024 count=1M if=/dev/zero of=/mnt/file
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 1455.34 s, 738 kB/s

22:05:19::# dd if=/mnt/file of=/dev/null
2097152+0 records in
2097152+0 records out
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 158.693 s, 6.8 MB/s

Welches OS denn nun für das SheevaPlug?

Es gibt mehrere Linuxdistributionen, die entweder einen Port für ARM oder generell für Embedded Systems konzipiert sind:

• Debian: http://www.cyrius.com/debian/kirkwood/sheevaplug/
• Ubuntu: http://www.plugcomputer.org/plugwiki/index.php/Category:Ubuntu
• Gentoo: http://dev.gentoo.org/~armin76/arm/sheevaplug/install.xml
• Arch Linux: http://www.archmobile.org/trac/wiki/AM/SheevaPlug/InstallationOnNAND
• Fedora, Angstrom, SlugOS, Slackware, FreeBSD, OpenWRT

Um nur die aufzuzählen, die mir bisher begegnet sind. Es gibt sicherlich noch mehr.

Da allein schon der Linux Kernel knapp 50 Minuten zum Kompilieren auf dem Plug braucht, fällt Gentoo für mich schon einmal weg. Fedora und Ubuntu sind beides Ports von so schon sehr schwergewichtigen Distributionen. Daher will ich die auch nicht wirklich haben.

Da ich Arch Linux auf dem Desktop verwende und es recht klein ist, liegt es für mich nahe, dieses zu verwenden. Allerdings schaut das Repository noch etwas klein aus und das archmobile.org Projekt ist mehr auf Mobiles fokussiert. Ich werde allerdings Arch Linux on NAND testen!

Alle anderen bis auf Debian sind mir unbekannt. Debian ist sehr populär, daher stelle ich mir auch das Repository recht umfrangreich vor. Aber auch da gibt es natürlich keine Liste mit allen verfügbaren Paketen...

Wie geht's weiter?

U-Boot muss aktualisiert werden für SDHC Boot, dazu der aktuelle Kernel kompiliert werden. UBIFS statt JFFS2 nutzen und dann kommt Arch Linux aufs NAND und Debian auf die SDHC Karte

Wenn das dann geschafft ist, sehe ich weiter.

SheevaPlug Dev Kit

Um jetzt nicht wiederzukauen, was andere Blogs bereits gepostet haben, nur eine kurze Übersicht:

• ARM Prozessor mit 1,2 Ghz
• 512 Mb RAM
• 512 Mb NAND (interner Flash Speicher)
• 1x USB 2.0 (480 Mb/s) Port, 1x Gigabit Netzwerk, SDHC Input

Interessanterweise klackert mein SheevaPlug, wenn ich es leicht schüttel. Allerdings müssten das nur ein paar lose Kabel sein, der Innenarchitektur zu urteilen.

Im Paket befinden sich ein ca. 3m LAN-Kabel, Mini-USB->USB Kabel (50 cm) (für serielles Terminal) und zwei verschiedene Baustücke für die Stromversorgung. Mein Sheevaplug ist einfach auf eine Steckdosenleiste gesteckt.

Leider schaut eine eingesteckte SD-Karte etwas sehr hervor.

Erster Anlauf

Das SheevaPlug hat kein Power-Schalter oder ähnliches. Wenn es auf eine aktive Stromleiste gesteckt wird, fährt es automatisch hoch.

Das SheevaPlug lässt sich im Übrigen auch nicht ausschalten; zwar kann man Ubuntu zum sudo halt zwingen, aber das Sheeva läuft munter weiter. (Also es leuchtet...)

Also in die Steckdose gesteckt, samt seriellem Kabel und LAN und schon geht's los. Da ein Ubuntu (9.04) im NAND vorinstalliert ist, bezieht es sich über DHCP automatisch eine IP. Daher kann man sich einfach per SSH einloggen:

21:09:47::$ ssh root@192.168.0.200
root@192.168.0.200's password: nosoup4u
Linux debian 2.6.22.18 #1 Thu Mar 19 14:46:22 IST 2009 armv5tejl
[...]
To access official Ubuntu documentation, please visit:
http://help.ubuntu.com/
Last login: Tue Mar 28 19:07:19 2000
[root@debian]/root
19:07:34::#

Alternativ kann man sich auch via serieller Schnittstelle einloggen und somit auch die Bootsequenz verfolgen.

Als Programm empfehle ich an dieser Stelle minicom, das zuerst via minicom -s auf den USB Anschluss: /dev/ttyUSB0 konfiguriert werden muss.
Zwar wird den Entwicklern des "Das U-Boot" Bootloaders gerade minicom nicht empfohlen. Allerdings finde ich persönlich die vorgestellten Programme cu (Teil des uucp Pakets) und kermit nicht gerade zeitgemäß.

Der U-Boot Bootloader, der eigentlich einen extra Blogbeitrag wert wäre, bootet ziemlich zügig vom Sheeva.
Aussehen tut der Anfang so:

         __  __                      _ _
        |  \/  | __ _ _ ____   _____| | |
        | |\/| |/ _` | '__\ \ / / _ \ | |
        | |  | | (_| | |   \ V /  __/ | |
        |_|  |_|\__,_|_|    \_/ \___|_|_|
 _   _     ____              _
| | | |   | __ )  ___   ___ | |_
| | | |___|  _ \ / _ \ / _ \| __|
| |_| |___| |_) | (_) | (_) | |_
 \___/    |____/ \___/ \___/ \__|
** MARVELL BOARD: SHEEVA PLUG LE

U-Boot 1.1.4 (Mar 19 2009 - 16:06:59) Marvell version: 3.4.16

U-Boot code: 00600000 -> 0067FFF0  BSS: -> 006CEE80

Soc: 88F6281 A0 (DDR2)
CPU running @ 1200Mhz L2 running @ 400Mhz
SysClock = 400Mhz , TClock = 200Mhz

DRAM CAS Latency = 5 tRP = 5 tRAS = 18 tRCD=6
DRAM CS[0] base 0x00000000   size 256MB
DRAM CS[1] base 0x10000000   size 256MB
DRAM Total size 512MB  16bit width
Flash:  0 kB
Addresses 8M - 0M are saved for the U-Boot usage.
Mem malloc Initialization (8M - 7M): Done
NAND:512 MB

CPU : Marvell Feroceon (Rev 1)

Streaming disabled
Write allocate disabled

USB 0: host mode
PEX 0: interface detected no Link.
Net:   egiga0 [PRIME], egiga1
Hit any key to stop autoboot:  0

Erster Blick auf die Software

Ohne etwas angerührt zu haben, sieht die vorgefertigte Speicherbelegung wie folgt aus:

19:38:20::# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
rootfs                507M  148M  360M  30% /
tmpfs                 252M     0  252M   0% /lib/init/rw
varrun                252M   40K  252M   1% /var/run
varlock               252M     0  252M   0% /var/lock
udev                  252M  8.0K  252M   1% /dev
tmpfs                 252M     0  252M   0% /dev/shm
tmpfs                 252M     0  252M   0% /var/cache/apt

Vorinstalliert ist, wie schon erwähnt, Ubuntu 9.04 (Jaunty Jackalope). Leider ist es etwas unglücklich installiert:

apt-get:

Wer einmal apt-get in irgendeiner Weise nutzen wollte, erfährt ersteinmal:

19:43:15::#  apt-get update
E: Archive directory /var/cache/apt/archives/partial is missing.

Da das Problem auf zwei Wege gefixt werden kann und es je nach Nutzung des SheevaPlugs ankommt, empfehle ich hier einfach http://computingplugs.com/index.php/Fixing_apt-get.
Schuld ist /var, da es hier ein Dateisystem im RAM ist und somit nicht persistent.

DNS Auflösung:

Per default kann zwar 74.125.43.106 angepingt werden, allerdings nicht die dazugehörende Domain google.com.

Nach einem Neustart ist das behoben, wenn in /etc/dhcp3/dhclient.conf eine Route (#) vor

 supersede domain-name-servers 127.0.0.1; 

gesetzt wird.

Eine vollständige Auflistung aller installierten Pakete gibt es hier.

Der Linux Kernel ist leider eine etwas ältere Version. Allerdings lässt sich dieser updaten, wenn nötig.

20:13:42::# uname -a
Linux debian 2.6.22.18 #1 Thu Mar 19 14:46:22 IST 2009 armv5tejl GNU/Linux

Da es beim mitgelieferten Kernel recht heftige Performance Einbußen beim Lesen und Schreiben einer eingesteckten SD-Karte gibt, sollte man ihn zumindest patchen oder gleich den aktuellsten nehmen.

Das würde ich allerdings in einem separaten Blogposting detailliert beschreiben.

Nützliche Links

Ich habe zwischenzeitlich ein paar sehr informative Webseiten gefunden:

• http://computingplugs.com/index.php/Main_Page:

  Nützliches Wiki und die Seite läuft komplett auf einem Sheeva. Mit Echtzeit Statistiken!

• http://www.plugcomputer.org/plugwiki/index.php/Main_Page:

  Ist das offizielle Wiki von http://www.plugcomputers.org/ und sehr umfangreich. Die How-To Abteilung ist sehr nett.

• http://www.marvell.com/:

  Offizielle Liste der Reselller. Für den Fall der Fälle...

Bilder

sind nicht von mir; ich hatte ehrlich gesagt keine Lust, eigene zu machen.
via Flicker: #1 #2 #3 #4