その８・uClinuxに浮気してみる（ハイブリッド編）
目次
目的と経緯
以下は、マイコンボードのOSをTOPPERS/JSPからuClinuxに変更した際の覚書です。
大分間があいてしまったH8の話題ですが、TOPPERSに関しては、その間にすっかり忘れてしまいました（笑）。
再度一からやり直し、でもいいのですが、折角なので（意味不明）、uClinuxに挑戦してみることにしました。
なお、ハイブリッド編としたのは、今回はMacだけでは完結せず、Linux（Ubuntu）マシンも併用しているためです。
方針
まずは恒例？の各OS比較をしてみました。
| 項目 | MES | TOPPERS | uClinux |
| コンパイラ | gcc | gcc | gcc |
| OSの提供形態 | バイナリ（自分でビルドも可） | ソースコード | ソースコード（バイナリ配布あり） |
| OSの置き場 | ROM | RAM | 外付DRAM |
| ブートローダ | （OSと一体化） | 簡易モニタ | RedBoot |
| アプリケーションの置き場 | RAM | RAM | PC（NFS経由の場合） |
| アプリケーション等の転送 | tftp | Serial | tftp |
uClinuxはサイズが大きく、H8の内蔵ROM/RAMには収まりきりません。（工夫すれば載るのかもしれないが、今回の趣旨にはそぐわないため、深入りしない。）
そのため、外部記憶領域が必要になりますが、手元のH8/3069ボードには幸い、16Mbit（2MByte）DRAMが実装されていましたので、これを使うことにします。
ただし、2MBでは全システムを収めるには無理があるらしく、ルートファイルシステム（/bin等のファイル領域）をパソコン上に置いてネットワーク経由でマウントする（NFSサーバ）やり方が一般的のようなので、この方式で行くことにします。
入手する
以下の参考サイトで、ビルド済バイナリが公開されていますので、まずはこれをそのまま使わせて頂いて、起動できるかをテストします。
ネットワーク経由でルートファイルシステムがマウントできれば、ひとまずOKということです。
参考サイト(1)：−ザ・組み込み−ソフトウェアのハードウェア化
今回揃えるものは以下の通りです。
・uClinuxカーネル（『カーネル：「linux.bin」（▼ダウンロードはこちら）』から）
・ルートファイルシステム（『ルートファイルシステム：「romfs.tar.gz」（▼ダウンロードはこちら）』から）
・ブートローダ（『H8ボード用ブートローダ（▼ダウンロードはこちら）』から）
経過
＜RedBootを実機のROMに転送する（Windowsマシン）＞
H8では、uClinuxのOS本体をROMに収めることができないため、ブートローダのみを書き込んでおく形になります。
RedBootは、H8向けブートローダとしては最も一般的なものです。
例によって、ROMへの転送はMacではできない（できるツールが手元にない）ので、今回もWindowsマシンを用いました。（利用ツールも同じく、h8write.exeです。）
転送は正常に終了しました。
追記：その後、MacでもROMに転送できるようになりました。こちらを参照して下さい。(2009.12.05)＜ルートファイルシステムを展開する＞
前述の通り、ルートファイルシステムはパソコン上に置いておき、これをネットワーク経由でマウントして利用する方法を用います。
今回使わせて頂くカーネルも、この利用を前提にビルドされています。
そこで、Mac上にルートファイルシステムを作成しました。
（デバイスノードも含んでいるため、解凍はrootで行う必要がある。）
＜動作テスト（失敗）＞
OS本体の転送にはtftp、コンソールとの通信はシリアルポートを使う、という点はMESと同じです。
よって、Mac-H8IDEをベースにしたMac-H8uClinuxを作成して、実験に使うことにしました。
ボードの電源を入れると、RedBootが起動しました。
その後、tftpサーバのIPアドレスを設定し、カーネルを転送したところ、正常にロードされました。
なので、（試しに）そのまま実行させてみたところ、portの検出でタイムアウトしてしまいます。（その後、カーネルパニック）
どうも、標準ではMac上でNFSサービスが稼働していないようです。
＜NFSサーバをセットアップする＞
ここで根本的な疑問に立ち返ることになります。すなわち「そもそもMac OS XはNFSサーバになり得るのか？」。
もしサーバになれない（または導入にコスト／リスクが伴う）のであれば、諦めざるを得ない、ということになります。
調べたところ、NFSサーバになれることがわかりました。
しかも、その方法はただ一点、「/etcにexportsファイルを作成すればよい」というものでした。
参考サイト(2)：cappuccinoのコンピタブログ : ここがヘンだよ，Mac OS X 【NFS編】
そこで、exportsファイルを作成しました。
ただし、Mac OS XはFreeBSD系なので、前述の参考サイト(1)等の記述では文法エラーになります。
man等を参考にして、以下のとおり設定しました。
/opt/romfs -alldirs -maproot=root -network=192.168.1.0 -mask=255.255.255.0
また、設定を変更した場合は「nfsd update」とすれば、マシンを再起動する必要はありません。参考サイト(3)：Mac OS X Leopard からの NFS export (hisama2's weblog)
＜動作テスト（また失敗）＞
再度実行させてみたところ、portの検出は成功し、rootのマウントまでは行きました（少なくともログ上はそうとれる）が、その後「unable to open an initial console.」と出た後、カーネルパニックを起こします。
可能性は山程考えられる（苦笑）ので、これ以上Macで実験するのは効率が悪そうです。
なので、ここでは一旦Macを離れ、より不確定要素の少ないLinuxで継続してみます。
＜UbuntuでNFSを構成する＞
Linuxには様々なディストリビューションがありますが、ここでは、既に別マシンで稼働中のUbuntu 9.04を利用することにします。
といっても、NFS関連はインストールしていないため、パッケージマネージャから「nfs-kernel-server」を選んでインストールしました。
UbuntuはLinux（Debian）系なので、「/etc/exports」の記述は参考サイト(1)のとおりでOKです。
ただし、「/etc/hosts.allow」の設定は以下のとおりとしました。
ALL: 192.168.1.0/255.255.255.0
設定終了後、
sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start
で、NFSサーバをスタートさせます。（ルートファイルシステムは、あらかじめUbuntu上に解凍しておいた。）
＜動作テスト（ようやく成功）＞
NFSサーバのIPアドレスを変更したexecを実行させてみたところ、ようやくプロンプトまで行き着くことができました。
tftpサーバはMac、NFSサーバはUbuntu、という変則構成ですが、ともかくも一段落つきました。
なお、「Mac上のルートファイルシステムをUbuntuにマウントし、これをH8で指定する」という、更にアクロバチックな方法（笑）も試してみましたが、H8でマウントできませんでした。
今後の課題
Macでうまくいかない理由として考えられるのは、まずは以下の2点でしょうか。
- パーミッションが不許可
- ファイルフォーマットが不適合
Linux系では、この辺を回避するために/etc/exportsに、insecureやno_root_squashを指定しているようですが、FreeBSD系ではこれに対応するパラメータが何になるのか、良く分かりません。
また、以下のサイトのように、ルートファイルシステムのオーナー／グループはいずれもrootでなければならない（Ubuntsuに展開したものは、実際そうなっている）という情報もあるのですが、Macでグループをrootにする方法が分かりません（というか、できるのか？）。
参考サイト(4)：Linux/MIPS HOWTO: 技術的 FAQ（「ブート時に "Warning: unable to open an initial console" というメッセージが出ます」の項）
2.は、MacのファイルフォーマットがHFS+である、という点です。
ただし、このことがどう影響するのかは良く分かっていません。
というのも、Ubuntuから（NFSサーバが稼働している）Mac上のルートファイルシステムをマウントして、テキストファイルを開くと、普通に読めるからです。
これが「Ubuntuがローカルなフォーマットのファイルを直接読んだ」のではなく、「NFSが仲介してフォーマットの差異を吸収してくれた」からだとすると、あまり関係がなさそう、ということになってしまいます。
以上、今回の結果を見る限り、「uClinuxをMacで」というのは、かなり厳しい気がします。
LinuxのNFSサーバにはH8だけでなく、Macも接続できるので、「開発環境＆ルートファイルシステムはLinux上に置き、ソース編集＆コマンド操作はMac上で」というのも考えられなくはありませんが、そこまでMacにこだわる必要はないかもしれません。
ということで、「浮気」が「本気」になるかどうかは、まだ未定です。
こうなると、MESのサポートが打ち切られたのは返す返すも残念ですね。（コンパクトさに由来する）TOPPERSの見通しの良さも捨てがたいので、よりを戻す（笑）か、いっそ、ボードを最新のSH系やARM系にアップグレードするか…（Kane BeBe IIというのがすごく気になってはいるのだが…）
「その８ａ・uClinuxに浮気してみる（Ubuntu純正編）」へ続く
お世話になったサイト
有用なソフトウェアおよび貴重な情報をご提供頂いている皆様に、お礼申し上げます。（以下、順不同）
参考サイト(1)：−ザ・組み込み−ソフトウェアのハードウェア化
参考サイト(2)：cappuccinoのコンピタブログ : ここがヘンだよ，Mac OS X 【NFS編】
参考サイト(3)：Mac OS X Leopard からの NFS export (hisama2's weblog)
参考サイト(4)：Linux/MIPS HOWTO: 技術的 FAQ（「ブート時に "Warning: unable to open an initial console" というメッセージが出ます」の項）
更新履歴
2009.12.05 経過に「追記」を追加。
2009.11.28 新規作成