MIPS関係

始めた当時はいろいろ試していましたが、結局FreeBSDで使えるようになったのは AtherosとRalinkだけでした。(2019/1)

Realtekのチップなどはmrubyをベアメタルでのっけて使えるようにしました。 ネットワークも使えるようにしてあるので、結構使えます。(2020/4)

FreeBSD 14Rでmipsは消される事になりました。13Rでclangになって動かなくなって いたので12Rが最後になります。(2022/5)

HardOffで数百円で手に入るので、MIPSを使ったルーターが手元にたくさんある。1990 年くらいに数百万したワークステーションに入っていたCPUよりもクロックは高かったり するから驚きだ。もちろん収集している理由はZRouterでFreeBSD化するためである。 巷ではARMを使ったラズベリーパイが人気だが、10分の1くらいの価格で入手でき気軽に 試せるのと、どうしても裏をいきたい性格なのでいろいろいじっている。

安価で入手できるという事もあるのだが、昔のマシンに比べ消費電力が少なくいろいろ 遊んでもエコなのが良いとも思っている。

初期の無線ルータはARMを使った使った物もあったが2005年以降はMIPS系のSOCがよく 使われるようになったようだ。

2005年は以前はBroadcomがメジャーだったが、それ以降はAtherosもよく使われる ようになったようだ。2011年にAtherosはQualcommに買収されていてBroadcom対 Qualcommの一騎打ちの構図が見える。 Infineon(ADMtek)は無線系が弱かったのであまりシェアーをとれず、RalinkのMIPSは 後発だがnな無線チップをかなり早い時期に投入できたおかげでいろいろなメーカー で使われるようになっている。(2015/04)

一騎打ちをやってると思ったらBroadcomも買収されてしまった。もうなにがなんだか わかりません。(2015/08)

初期のSOCはPCIバスを直接出していたが、現在は必要な機能はすべてチップの中に いれてしまってPCIバスを出しているケースは少ない。

BroadcomとQualcommが戦っている間に、Ralinkが漁父の利を得ているような構図にも 見える。(2015/05)

2000年代前半は東芝やNECもMIPS SOCを作っていたようだが、なぜか現在は作っていな いようだ。 ここに2001年春のMIPSの資料がありました。

5年近くこのネタでいろいろ調べた結果、以下のような結論に至った。また将来 変わるかもしれないがとりあえず。

• シリアルコンソールでブートからTFTPでOSを焼くのが楽で安全かも
• OSをいじるのが目的であればブートは手をつけないほうがいい
• ブートはCFE,RedBoot,U-BootなどががあるがU-Bootがよく使われていて 情報も多く扱いやすいかも
• 電源投入時にボタンを押していると、モードが変わるブートもある
• とりあえずkernelをtftpでメモリに貼付けて実行するとデバイスなどがどこまで 認識できているかが確認できる
• U-Bootはコンフィグレーションによって機種毎に機能差がある
• ボタン押しながら起動するとU-Bootがipaddr,serveripでut_fwを実行する機種も あるかも
• 不明なブートの場合U-Bootを作って焼くという手もあるが、U-Bootを上に焼いて ブートの二段重ねという手もある
• 懐かしのkermitなどでファームを転送できるブートもある
• ブートにスイッチのチップなどの初期化が入っていなくてネットワークが使えない 事もある
• IOなどはブートが初期化や設定を行っているケースがあるので注意が必要
• Bootとカーネルの初期値とttysのUARTのスピードが違うとちょっと困る
• フラッシュはCFIタイプとSPIタイプがある
• CFIとSPIではブート手順が違う
• SPIはドライバが必要だがCFIは直接メモリとして見える
• フラッシュは4Mないと無理
• フラッシュが2Mの場合はカーネルだけフラッシュに焼いてUSBやNFSな ファイルシステムが使えればどうにかなるかも
• 逆にkernelはTFTPでロードしてFlashにrootfsだけ置くっていう手もあるかも
• ネットワークブート可能なブートの場合フラッシュには焼かずにディスクレス な構成で起動する事もできるかも
• SDRAMは8Mでも起動できるが、16Mは必要
• SDRAMを交換している人もいるが、ピンが多くピッチも狭く難易度高い
• 2010年以前のルータのSDRAMはPC-133/3.3Vの頃のメモリが使われている事が多い。 それ以降の物はより高速な低電圧のタイプだったりする
• FLASHやSDRAMを交換した場合、BOOTがそのまま使えるケースと修正が必要な ケースがある
• FLASHやSRAMのサイズや種類をディテクトするブートもあるが決め打ちのブート もある
• SPIバスを引き出してSDカードをつなげるケースもあるみたい
• JTAGはオープンソースのUrJTAGでCFIなフラッシュの読み読み書きが出来そう
• UrJTAGの対応チップはかなり限られている
• UrJTAGで焼けるのはCFIなフラッシュだけ
• UrJTAGで焼くのは時間がかかるのでブートのみのしたほうが良さそう
• SPIなフラッシュはオープンソースのflashromで焼ける
• SPIなフラッシュは足が少ないので外しやすい
• SPIなフラッシュは実装したままでも外部から焼き直しができるみたい
• CFIなフラッシュは足が多くピッチが狭いので外すのはほぼ不可能 (CFI 0.5, SDRAM 0.8, SPI 1.27)
• 古いSOCはいろいろ外付けになって面倒
• UrJTAGとflashromはFT2232Hで使っているがちょっと不安定
• 大手のメーカはデーターシートが手に入らないがRalinkなどの中小のメーカのもは 手に入りやすい
• たまにconfidentialな資料がネットで拾える事があるので、時々検索して探して みると良いかも
• 元々入っているLinuxの起動ログでデバイスのアドレスなどが分かるかも
• ブートのログや情報表示も役に立つかも
• LinuxはGPLなのでソースが入手できる可能性がある
• MIPS16インストラクションが使えるとオブジェクトが小さくできる
• エンディアンはBigかLittleどちらかになる
• たいていの場合FlashにWIFI/ETHERのMAC addressが焼かれている
• ブートの設定エリアにMAC addressがある事があり、ブートを消してしまうと 元のMAC addressが分からなくなる事があるので注意が必要
• ほとんどEthernetにSwitchのチップを使っている。SwitchのVLAN機能でLAN/WANを 切り分けている
• FreeBSD(ZRouter)のgccが4.2で正しくMIPS16のインストラクションが吐けない
• ネジ止めされてい機種の方が分解しやすい
• プラスチックのはめ込みで作られている機種は割れて元に戻せない可能性ある
• ネジはゴム足の下にトルクスが使われている事が多い
• たまにARMなWIFIルーターがある
• シリアルの穴があって、ハンダで埋まってる場合はハンダ吸い取りを使う
• 半分しか埋まってない場合は、ドリルで開けた方が早いかも
• 海外と日本ではルータのメーカや製品が違っているが、同じ開発元のOEMで同じ物 だったりする事もある
• シリアルコンソール,rootfs,ethernet,gpioが使えればいろいろ応用できると思う

これらのことからFON2305/2405が最適な対象であることはたぶん当面変わらないと 思われる。

ここにバッファローの無線ルーターのOpenWRT/DD-WRTの情報があった。

ソースレポジトリ

• FreeBSD
• NetBSD
• DD-WRT
• OpenWRT

こちらを 参考にgitの追っかけを図にしてみた。

以下のコマンドで準備する。この操作は一度で大丈夫です。

% git remote add upstream https://github.com/freebsd/freebsd.git

1で本家とローカルのmasterを同期させる。masterに自分の修正を入れていなければ この操作でコンフリクトが発生する事はありません。と書いたのですが、なぜか コンフリクトが発生する事があります。とりあえず下の手順でファイルを確認して 戻して、ファイルをgithubからcurlでコピーして、commitしてもう一度mergeします。

% git checkout master
% git fetch upstream
% git merge upstream/master

2で自分のリモートmasterを更新する。

% git push

3でブランチを更新する。この操作では自分が修正したファイルがmasterでも修正されて しまうと、コンフリクトしますのでこつこつ調整してください。

% git checkout mybranch
% git merge master

私はgitのコンフリクトのファイルを修正するのがあまり好きでないので、 コンフリクトしたファイルを確認して、いったん戻してコンフリクトしたファイルを masterからひっぱって、mergeしたあとにコンフリクトしたファイルを調整するように しています。

% git status -s | grep ^UU
% git reset --hard HEAD
% git checkout master -- hogehoge.c
% git commit -a -m "back to master"
% git merge master

4で自分のリモートブランチを更新する。

% git push

FreeBSDのレビューの事は Qiitaに書きました。

headが12になって11を追いかけるときは以下のようにする。

分岐したBETAはheadからmargeされるので、masterを追いかけていればBETAを追い かけていることになる。

% git merge upstream/stable/11

リモートのmasterをマージするときは以下のようにします。

% git fetch
% git merge origin/master