Raspberry Pi に FreeBSDをインストール #1

> まずは、順当にLinuxでも動かしてみようかしら...。

って書いたんですが、FreeBSD 10.0 のRaspberry Pi 用のインストールイメージがFreeBSD本家サイトにあったんで、こっちを先にインストールしてしまいました...(FreeBSDで遊ぶのに飽きたら Linuxもいじってみることにします www)。

FreeBSDディスクイメージのSDメモリへの書き込み

  現時点での最新は次のものです。

FreeBSD-10.0-STABLE-arm-armv6-RPI-B-20140630-r268038.img.bz2

この.bz2ファイルの展開して得られた .imgファイルをSDメモリカードに書き込みます。書き込みは、別に動いてるFreeBSDマシンにUSBメモリカードリーダーライターをつないで行います。 展開後のディスクイメージが1GBぐらいなので、 使用するメモリカードは、2GB以上の容量のものが良いと思われます。 私が、最初使ったメモリカードはClass4の4GBのものでした。

使用したSDメモリカード

私のところの場合、SDメモリカードをFreeBSDマシンのUSBに挿すと /dev/da0 として認識されます。書き込みは4～5分で終わりました。

# bunzip2 FreeBSD-10.0-STABLE-arm-armv6-RPI-B-20140630-r268038.img.bz2
# dd if=FreeBSD-10.0-STABLE-arm-armv6-RPI-B-20140630-r268038.img of=/dev/da0 bs=1M

Windowsでディスクイメージを書き込む場合、DD for Windows というツールが使えます。Windows7で使えました。

シリアルコンソールの接続

次に、Raspberry Pi にシリアルコンソールケーブルを接続します。シリアルケーブルが無いと、ログインする方法がないので手も足もでないことになります(液晶ディスプレイやUSBキーボードが接続されていたら、なんとかなるのかもしれないけど、持ってないから分かりません。また、sshd_configを書き換えてrootログインを許可してssh経由で接続ということもできなくはないけど....)。ですんで、やるならシリアルケーブル接続することを、まずはお勧めします。


私はWindows7のマシンに、Amazonで買った次のようなUSBシリアルケーブルを接続しました(中国製でかなり安かったけど、到着まで時間かかるし、ちょっと怪しいので積極的にはお勧めしない www)。入出力の電圧レベルは、TTLレベルのものです。

USB-TTLシリアルコンソールケーブル

このケーブルをTeraTerm経由で接続します。設定は次の通りです。

Baud rate: 115200bps
Data bit: 8bit
Parity bit: none
Stop bit: 1bit,
Flow control: none

結線は、Raspberry Piのビン配置 を参考に、ケーブル赤(VCC, +5V)以外を接続します。

ケーブル緑(TxD) ---  Raspberry Pi  10番pin
ケーブル白(RxD) ---  Raspberry Pi  8番pin
ケーブル黒(GND) --- Raspberry Pi  6番pin

ケーブル赤(VCC) はつながない事! 最初、赤もつないでしまって、なにも出力されないので使えないのかと思ってしまいました。Raspberry Pi 壊れなくて良かった...www。

SDメモリカードに関する注意

FreeBSD for RPI のSDメモリカードドライバーにまだ不具合があるのかどうかはわかりませんが、SDカードによってはエラーになって動作しないものがあります。
次の手元にあったカードは、最初なんどもエラーになり、bootの途中で落ちました。が、何回か書き込みしたり、抜き差ししている間になんとなく動くようになりました(謎だ)。

 

また、 最初に使用したカードでも、portsツリーをportsnapで展開したり、ヘビーにコンパイルかけると、たまーにエラーでカーネルが落ちしてしまってることがありました。SDメモりカードをTranscend の16GB, Class 10のものに変えて試してみたら、エラーがでなくなり問題なく動作している雰囲気です。可能ならClass 10などの高速なカードを使うことをお勧めします。

SDメモリカードのモードに関して気づいたこと

しかし、今一度、OSが起動しないときのブートメッセージを見てみたら

mmcsd0: 4GB <SDHC LEXAR 1.0 SN 194340 MFG 11/2010 by 40 BE> at mmc0 50.0MHz/4bit
/65535-block
mmcsd0: Error indicated: 1 Timeout
mmcsd0: Error indicated: 1 Timeout
...

となっていました。一方、正常に起動したときのブートメッセージは、以下のようになりました。

mmcsd0: 4GB <SDHC LEXAR 1.0 SN 194340 MFG 11/2010 by 40 BE> at mmc0 25.0MHz/1bit
/65535-block
...

mmcsd0: 4GB <SDHC LEXAR 1.0 SN 194340 MFG 11/2010 by 40 BE> at mmc0 25.0MHz/4bit
/65535-block
...

これを見ると、50.0MHz/4bitのモードになったときはエラーになり、25.0MHzの場合は正常にメモリカードにアクセスできる、ということみたいです。
SDカードの仕様には、まったく詳しくないので、これが何を意味するのかは分かりませんが、メモリカードコントローラーの初期化の部分になんらかの不具合があるような気がします。

とりあえず Raspberry PiでFreeBSDが起動した

紆余曲折はありましたが、Raspberry Pi でFreeBSDが起動しました。

root@raspberry-pi:~ # uname -a
FreeBSD raspberry-pi 10.0-STABLE FreeBSD 10.0-STABLE #0 r268038: Tue Jul  1 04:2
9:43 UTC 2014     root@grind.freebsd.org:/usr/obj/arm.armv6/usr/src/sys/RPI-B  a
rm
root@raspberry-pi:~ #

いったん起動すると安定してうごいているように見えます。FreeBSDも10.0になってCコンパイラがClangになったりして、いろいろ変わっているので、まだまだいろいろ変わっていく途中なのだと思います。

SDメモリカードのベンチマークしてみましたが、読みこみはさほど遅くないのですが、書き込みがUSB-HDDディスクの1/4～1/5 のスピードしか出ません。原理的にしかたないようですし、フラッシュ系メモリは書き込み回数に制限あるので、次は、ルートファイルシステムをUSB-HDDにしようと思います。