विंडोज 10 IoT के तहत एचपी प्राइम जी 2

एचपी प्राइम जी 2 के आगमन से पहले केवल एक मानक कैलकुलेटर पर विंडोज शुरू करने का सपना देखा जा सकता है। इस तरह के एक शक्तिशाली हार्डवेयर पर एक कैलकुलेटर ने कभी भी बाजार में प्रवेश नहीं किया है। और इससे भी महत्वपूर्ण बात, एचपी ने ARMv7-A प्रोसेसर को चुना है! यह आलेख डिवाइस पर UEFI और ACPI को स्थापित करने के तरीके पर चर्चा करता है।


HP प्राइम G2 पर SoC स्पेसिफिकेशन। SoC NXP i.MX 6ULL ​​(अल्ट्रा लाइट) में सिंगल-कोर कोर्टेक्स A7 प्रोसेसर है

पिछला काम

मेरे मित्र वेनकिन झांग (जेफरे) ने GPIO और कैलकुलेटर विशिष्टताओं को उल्टा करने का मौलिक काम किया। इसके अलावा, वह कैलकुलेटर में यू-बूट और लिनक्स काम करने में कामयाब रहा।

TI-Planet के अनुसार, कैलकुलेटर SD / MMC, JTAG और UART सहित बड़ी संख्या में परीक्षण पिन प्रदान करता है।

सारा (winocm) ने Qemu प्लेटफ़ॉर्म पर Windows RT चलाने की संभावना का अध्ययन किया। 2019 तक, कुछ बदल गया है, लेकिन लेख ने अपना मूल्य नहीं खोया है।

Microsoft ने iMX SoC चिप्स पर विंडोज 10 IoT के लिए समर्थन प्रदान करने के लिए एक NXP समझौता किया है। इस प्रकार, तकनीकी रूप से, विंडोज 10 IoT को इस कैलकुलेटर (साथ ही एआरएम पर विंडोज) पर काम करना चाहिए।

विंडोज सिस्टम आवश्यकताओं को परिष्कृत करें

ऑपरेटिंग सिस्टम के विंडोज 10 परिवार को चलाने के लिए सिस्टम आवश्यकताएँ Microsoft डॉक्स वेबसाइट पर सूचीबद्ध हैं । यहां तक ​​कि सबसे न्यूनतम आवश्यकताएं लिनक्स से अधिक हैं: सिस्टम को एक x86 / x64 / ARMv7 / AArch64 प्रोसेसर की आवश्यकता है, कम से कम 256 एमबी मेमोरी और 2 जीबी डिस्क स्थान है। कार्यात्मक UEFI फर्मवेयर, पूर्ण ACPI और SMBIOS तालिकाओं की आवश्यकता है।

हमारे मामले में, डिवाइस पर पर्याप्त जगह नहीं है (और विंडोज रॉ एसएलसी नंद का समर्थन नहीं करता है), लेकिन आप बूट डिवाइस को यूएसबी के माध्यम से कैलकुलेटर से कनेक्ट कर सकते हैं।

सार Windows चलाने के लिए ARMv7 के लिए वास्तु आवश्यकताओं को सूचीबद्ध करता है। इन वर्षों में, आवश्यकताओं में थोड़ा बदलाव आया है, यहाँ इस समय वे क्या दिखते हैं:

  सिस्टम प्रोसेसर: VFPv3 + VFP HalfPrec के साथ ARMv7-A संगत प्रोसेसर, VFPv4 भी उपयुक्त है
 मेमोरी: कम से कम 256 एमबी रैम (शायद कम)
 बाह्य उपकरणों:
     - सिस्टम टाइमर (या तो वास्तुकला या विक्रेता द्वारा)
     - बीसीएम 2835 / 2836/2837, सीपीयू और डिस्ट्रीब्यूटर इंटरफेस पर एआरएम जेनेरिक इंटरप्ट कंट्रोलर (जीआईसी) या ब्रॉडकॉम इंटरप्ट कंट्रोलर।  यदि सिस्टम में GIC मौजूद है और घोषित किया गया है, तो GICv2 और इसके बाद के संस्करण की आवश्यकता है।
     - चौखट
     - UART, या NS16550, BCM283x के लिए समर्थन, या विक्रेता से (क्वालकॉम और एनएक्सपी के मामले में)
     - फर्मवेयर: UEFI 2.3 या उच्चतर 

हमारा कैलकुलेटर इन कठोर आवश्यकताओं को पूरा करता है। हालांकि, डिफ़ॉल्ट SoC 396 मेगाहर्ट्ज पर चलता है, जो कि 400 मेगाहर्ट्ज / 1 गीगाहर्ट्ज के आधार स्तर से कम है। 250 एमबी सिस्टम मेमोरी भी बताई गई है, जबकि UI के साथ सिस्टम के लिए न्यूनतम आवश्यकता 512 एमबी है। लेकिन यह लोड हो रहा है!


WinDbg के cpuinfo के अनुसार, SoC 396 मेगाहर्ट्ज पर चलता है

मुझे लगता है कि आप आवश्यकताओं को और कम कर सकते हैं। अगर मुझे सही तरीके से याद है, तो विंडोज सर्वर नैनो में लगभग 150 एमबी मेमोरी है जो कि amd64 सिस्टम पर बूट करने के लिए है।

यूईएफआई और एसीपीआई

मैंने यूईएफआई कार्यान्वयन के बारे में कई बार लिखा है, इसलिए यहां कुछ नया नहीं है। मूल रूप से, UEFI में डिवाइस ड्राइवर और TianoCore कर्नेल घटक होते हैं । ACPI तालिकाओं को Windows IoT iMX प्रोजेक्ट म्यू रिपॉजिटरी से कॉपी किया जाता है और ट्रिम किया जाता है।

यूईएफआई यू-बूट से बूट करता है । डिफ़ॉल्ट रूप से iMX, बिना असाइन किए गए मेमोरी तक पहुंच की अनुमति नहीं देता है, और इससे UEFI DXE और BDS चरणों में बहुत सारी समस्याएं होती हैं, इसलिए आपको इसे जल्द से जल्द सक्षम करना चाहिए।

  mrc p15, 0, r0, c1, c0, 0
  bic r0, r0, # 2
  mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0 

फ्लोट के लिए हार्डवेयर समर्थन वाला एक कंपाइलर बूटलोडर को लगभग 30 से 4 सेकंड तक गति देता है। ARMv7 प्लेटफार्मों पर, विंडोज VFPv3 + के लिए समर्थन का दावा करता है।

स्क्रीन आरंभीकरण, साथ ही कुछ I / O mux असाइनमेंट, U- बूट में किए जाते हैं। अब यू-बूट 24 / 32bpp सीरियल आरजीबी एलसीडी इंटरफ़ेस का समर्थन नहीं करता है, इसलिए मैंने लिनक्स कर्नेल में iMX फ्रेमबफ़र के कार्यान्वयन के माध्यम से सीरियल आरजीबी समर्थन जोड़ा। कोड अभी विज़ार्ड में नहीं है, लेकिन मैं इसे बाद में वहीं पास कर दूंगा।



एलसीडी काम करने लगता है। पूरी प्रक्रिया:

1. Uboot चलाएं।
   
2. स्क्रीन बैकलाइट के लिए पिन ढूंढें।
   
3. एसपीआई और एलसीडी आरंभीकरण अनुक्रम के लिए पिन का पता लगाएं।
   
4. I2C पिन ढूंढें और सही वोल्टेज के लिए I2C के माध्यम से PMIC को कॉन्फ़िगर करें।

यू-बूट में सीरियल आरजीबी एलसीडी इंटरफेस का प्रदर्शन

यूईएफआई केवल यू-बूट द्वारा आवंटित फ्रेमबफ़र लेता है और ग्राफिक्स आउटपुट प्रोटोकॉल को पंजीकृत करता है। दुर्भाग्य से, स्क्रीन रिज़ॉल्यूशन 80 * 25 कंसोल की न्यूनतम आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, इसलिए मैंने एक नया 40 * 12 मोड जोड़कर कंसोल डीएक्सई घटकों को बदल दिया।


EDK2 घटक का दावा है कि स्क्रीन रिज़ॉल्यूशन 80 * 25 कंसोल की न्यूनतम आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है

कंसोल के घटकों को हैक करने से पहले, मैंने UEFI GOP प्रोटोकॉल में 640 * 480 के रिज़ॉल्यूशन को ठीक करते हुए, एक छोटी सी चाल चली। ट्रिक ने विंडोज बूट मैनेजर से नैदानिक ​​जानकारी प्राप्त करने में भी मदद की, क्योंकि 320 * 240 रिज़ॉल्यूशन त्रुटि कोड प्रदर्शित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। मैं समय-समय पर फ्रेम-फाइलर से फाइल सिस्टम में ब्लॉक-ट्रांसफर (बीएलटी) चलाता हूं और बीएमपी फाइलों को एक यूएसबी ड्राइव में सहेजता हूं।


हैक कुछ ग्राफिक कलाकृतियों के साथ 80 * 25 मोड उपलब्ध कराता है

एक नया मोड कनेक्ट करने के बाद, छवि गुणवत्ता में बहुत सुधार होता है।


40 * 12 मोड


40 * 12 मोड

320 * 240 के रिज़ॉल्यूशन पर विंडोज बूट मैनेजर संदेश कैसा दिखता है:



पहला प्रयास UEFI बूट सेवा चरण में विफल रहता है। छोटी स्क्रीन के कारण त्रुटि कोड दिखाई नहीं देता है।


फ्रेम-बफ़र से ब्लॉक-ट्रांसफर (बीएलटी) आपको संदेश को एक छवि फ़ाइल में सहेजने और इसे पढ़ने की अनुमति देता है

USB समर्थन के बारे में। सौभाग्य से, iMX6 में यूएसबी पूरी तरह से अनुपालन है, और समर्थन विंडोज के हाल के संस्करणों में शामिल है। इसलिए, जैसे ही मैंने होस्ट मोड में OTG कंट्रोलर को कॉन्फ़िगर किया और MMIO क्षेत्र को UEFI और Windows में स्थानांतरित कर दिया, यह जादुई रूप से समस्याओं के साथ काम करता है। लेकिन हमें ओटीजी पोर्ट पर वीबस नहीं मिला (हम मानते हैं कि एसओसी या पीएमआईसी द्वारा नियंत्रित डीसी-डीसी सर्किट के कुछ प्रकार हैं, लेकिन यह केवल एक असत्यापित परिकल्पना है) इसलिए, सही संचालन के लिए, पोर्ट को कुछ बाहरी स्रोत के माध्यम से संचालित करने की आवश्यकता है।

SMBIOS

सुनिश्चित करें कि आप SMBIOS में मेमोरी साइज़ और एड्रेस क्षेत्रों को सही तरीके से सूचित करते हैं, या विंडोज अविश्वसनीय रूप से अजीब चीजें (tm) करना शुरू कर देगा।


Windows डीबगर गलत SMBIOS कॉन्फ़िगरेशन के कारण मेमोरी नहीं पढ़ सकता है

टाइमर और एचएएल एक्सटेंशन

हम स्मृति कॉन्फ़िगरेशन (LPAE) को संभालने में सक्षम प्रतीत होते हैं, लेकिन संभवतः कुछ अन्य समस्या होगी। अरे हाँ ...



इसलिए, अब तक विंडोज लोड करना केवल इस चरण तक पहुंचता है।


यदि एक उपयुक्त सिस्टम टाइमर नहीं मिला है, तो विंडोज कुछ कथित और अमान्य मेमोरी एड्रेस को संदर्भित करता है

यदि कोई बाधा नियंत्रक या सिस्टम टाइमर नहीं मिला है, तो विंडोज बूट नहीं होगा। सिस्टम समय को जीटीडीटी टेबल (एआरएम आर्किटेक्चर टेबल) या सीएसआरटी टेबल के माध्यम से एचएएल एक्सटेंशन का उपयोग करके पंजीकृत किया जा सकता है।

iMX6ULL तीन टाइमर्स के साथ आता है: iMX GPT (जेनेरिक पर्पस टाइमर), EPIT (एनहांस्ड पीरियड टाइमर) और ARM आर्किटेक्चरल टाइमर। बाद वाला केवल iMX6UL / ULL में दिखाई दिया, जबकि पिछले iMX6 SoC सिस्टम ने आर्किटेक्चर टाइमर के समर्थन के बिना Cortex A15 जैसे पुराने कर्नेल पर काम किया था। Microsoft ने सिस्टम टाइमर के लिए EPIT HAL एक्सटेंशन लागू किया, लेकिन CSRT तालिका में हार्डवेयर पहचानकर्ता और सिस्टम छवि के बीच एक बेमेल के कारण यह पहली बार लोड नहीं हुआ (मैंने iMX6 सोलो के लिए पहले FFU डाउनलोड किया था)। इसलिए, जब टाइमर उपलब्ध नहीं होता है, तो Windows वांछित टाइमर को इनिशियलाइज़ करने की पूरी कोशिश करेगा, और अमान्य मेमोरी एक्सेस के कारण सिस्टम क्रैश हो जाएगा।

IMX6ULL डॉक्यूमेंटेशन में एक आर्किटेक्चरल टाइमर का उल्लेख है, लेकिन इनिशियलाइज़ेशन प्रक्रिया के बारे में विवरण के बिना। EDK2 के साथ टाइमर काउंटर शुरू किया जा सकता है, लेकिन GIC PPI (प्रति प्रोसेसर इंटरप्ट) सही ढंग से काम नहीं करेगा। हालाँकि, Windows सफलतापूर्वक प्रारंभ करता है और GTDT तालिका के माध्यम से एक टाइमर का उपयोग करता है।

यूईएफआई वर्तमान में ईपीआईटी टाइमर का उपयोग करता है और विंडोज में स्थानांतरित होने पर इसे निष्क्रिय कर देता है। बदले में, विंडोज GPT टाइमर को इनिशियलाइज़ करता है। कुछ बाद के बिंदु पर, यूईएफआई उचित आरंभीकरण प्रक्रिया के साथ जीपीटी पर भी स्विच कर सकता है।

कुछ बाह्य उपकरणों को स्मार्ट डीएमए (एसडीएमए) नियंत्रक के लिए एचएएल एक्सटेंशन की आवश्यकता होती है, इसे डाउनलोड करना बहुत मुश्किल नहीं है।

मुझे दिखाओ कि यह कैसे काम करता है!

  [सुरक्षा] तीसरी पार्टी की छवि [0] को EndOfDxe के बाद लोड किया जा सकता है: VenHw (0D51905B-B77E-452A-A2C0-ECA0CC8D514A, 00411520000000000) / USB (0x0.0x0) / USB (0x2.0x0) (HD) F9ADAEA9-E8DE-4291-B191-5DABA6DC1215.0x800.0x100000) / \ efi \ boot \ bootarm.efi।
  InstallProtocolInterface: 5B1B31A1-9562-11D2-8E3F-00A0C969723B 8F257028
  ConvertPages: 10000000 - 100EEFFF रेंज खोजने में विफल
  0x0008E9D6000 EntryPoint पर ड्राइवर लोड करें = 0x0008E9E7511 bootmgfw.efi
  InstallProtocolInterface: BC62157E-3E33-4FEC-9920-2D3B36D750DF 8F28EB10
  प्रोटेफिइमेज कॉमन - 0x8F257028
  0x000000008E9D6000 - 0x00000000000EF000
  InstallProtocolInterface: 752F3136-4E16-4FDC-A22A-E5F46812F4CA 8FBFF88C
  ConvertPages: श्रेणी 102000 - 102FFF खोजने में विफल
  ExitBootServicesEventSetUefiImageMemoryAttributes पर EPIT टाइमर को अक्षम करना - 0x00000000887878000 - 0x0000000000003000 (0x00000000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x000000008F787000 - 0x0000000000003000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x0000000088784000 - 0x00000000000000003000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x00000000887777000 - 0x00000000000000005000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x00000000887777000 - 0x00000000000000003000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x00000000887777000 - 0x00000000000000003000 (0x00000000000000008) 

यदि आप आश्चर्य करते हैं कि यह धीरे-धीरे कैसे लोड होता है, तो लगभग साढ़े तीन मिनट।

त्वरित गति से वीडियो 2x:

सुरक्षित बूट और टीपीएम कहां है?

यह वास्तव में वैकल्पिक है। लेकिन चूंकि ओपी-टीईई ईएमएक्स 6 / 7/8 का समर्थन करता है, आप ट्रस्ट मॉनिटर (टीजी) में सिक्योर मॉनिटर चला सकते हैं और ईएल 1 / पीएल 1 से कॉल (सिक्योर मॉनिटर कॉल) के माध्यम से इन सेवाओं को लागू कर सकते हैं।

वास्तव में, iMX विंडोज IoT का आधिकारिक कार्यान्वयन ओपी-टीईई के साथ आता है, लेकिन मैंने मेमोरी को बचाने के लिए इसे नजरअंदाज कर दिया।

ड्राइवरों के बारे में क्या?

विंडोज 10 IoT BSP रिपॉजिटरी में iMX6 / 7/8 के लिए कई ड्राइवर हैं। USB ड्राइवर बॉक्स से बाहर काम करता है, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है। कैलकुलेटर के लिए, आपको टचस्क्रीन ड्राइवर और कीबोर्ड भी चाहिए।

वे लिनक्स कर्नेल पेड़ में उपलब्ध हैं, इसलिए उन्हें विंडोज पर पोर्ट करना बहुत मुश्किल नहीं होना चाहिए।

क्या मैं विंडोज आरटी 8.1 डाउनलोड कर सकता हूं?

संभवतः । अपडेट: विंडोज आरटी 8.1 बूट नहीं करेगा, केवल बाद के संस्करणों में। Windows PE रैमडिस्क मोड में बूट नहीं करेगा क्योंकि 256 एमबी मेमोरी पर्याप्त नहीं है। मैं फ्लैट बूट मोड शुरू नहीं कर सका, उपकरणों को सूचीबद्ध करने के बाद (यूएसबी ड्राइव सहित) यह बिना किसी और चक्रण के बिना किसी तरह के चक्र में प्रवेश करता है।


एचपी प्राइम जी 2 ने विंडोज लोड किया, जिसने एक कैलकुलेटर एप्लिकेशन लॉन्च किया


कैलकुलेटर पर नोटपैड


कैलकुलेटर पर नोटपैड प्रिंट करने के लिए टेक्स्ट भेजने की कोशिश कर रहा है।

लेकिन मैं लिनक्स को भी बूट करना चाहता हूं!

दो विकल्प हैं:

• बस यू-बूट टू बूट ज़िमेज, डिवाइस ट्री और इनइटर्ड का उपयोग करें।
  
• सिस्टम मेमोरी के शीर्ष पर FD, MpPark, और FrameBuffer मेमोरी क्षेत्रों को स्थानांतरित करें, निचले मेमोरी क्षेत्र में 128 एमबी मुक्त छोड़ दें।

GRUB के माध्यम से या सीधे EFISTUB से लिनक्स डाउनलोड करें। सब कुछ सामान्य रूप से लोड हो रहा है, यहां लॉग का एक टुकड़ा है:

  EFI ठूंठ: बूट सेवाओं से बाहर निकलना और आभासी पता मानचित्र स्थापित करना ...
  ExitBootServicesEventSetUefiImageMemoryAttributes - 0x00000000889797000 - 0x0000000000003000 (0x0000000000000008) पर EPIT टाइमर को अक्षम करना
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x000000008F978000 - 0x0000000000003000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x000000008F973000 - 0x00000000000000005000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x000000008F970000 - 0x0000000000003000 (0x00000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x000000008896D000 - 0x00000000000000003000 (0x0000000000000008)
  SetUefiImageMemoryAttributes - 0x000000008F96A000 - 0x00000000000000003000 (0x0000000000000008)
  भौतिक सीपीयू 0x0 पर बूटिंग लिनक्स
  लिनक्स संस्करण 4.14.98-g371433a62906- गंदा (imbushuo @ bc-macbookpro) (gcc संस्करण 7.4.1 20181213 [linaro-7.4-2019.02 संशोधन 56ec6f699991616ff0c2f8e2a2eed33b1edc85d4] (लीना -्रो-कोरिया) 29 ईएसटी 2019
  CPU: ARMv7 प्रोसेसर [410fc075] संशोधन 5 (ARMv7), cr = 10c53c7d
  सीपीयू: डिव निर्देश उपलब्ध: पैचिंग डिवीजन कोड
  CPU: PIPT / VIPT नॉनलाजिंग डेटा कैश, VIPT aliasing निर्देश कैश
  OF: fdt: मशीन मॉडल: HP Prime G2 कैलकुलेटर
  मेमोरी पॉलिसी: डेटा कैश राइटबैक
  एफईआई: एफडीटी से ईएफआई पैरामीटर प्राप्त करना:
  ईडीआई: ईडीआई II द्वारा ईएफआई v2.70
  efi: ACPI 2.0 = 0x8f49b000 SMBIOS = 0x8f9a8000 SMBIOS 3.0 = 0x8f9a6000
  OF: आरक्षित मेम: नोड 'लिनक्स, cma' के लिए मेमोरी आवंटित करने में विफल
  सीपीयू: सभी सीपीयू एसवीसी मोड में शुरू हुए।
  निर्मित 1 ज़ोनलिस्ट, गतिशीलता समूहन।  कुल पृष्ठ: 64516
  कर्नेल कमांड लाइन: zImage.efi रूट = / dev / ram0 rw initrd = / rootfs.cpio.gz dtb = / imx6ull-14x14-prime.dtb 

यदि आप NXP लिनक्स कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करते हैं, तो यह कर्नेल को क्रैश कर देगा क्योंकि यह डिवाइस ट्री या कुछ पूर्वनिर्धारित कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर से initrd मेमोरी एड्रेस को पढ़ता है, और निश्चित रूप से, initrd को UEFI में कहीं और लोड किया जाता है। इन मापदंडों को हटाने और कॉन्फ़िगरेशन को अधिक सार्वभौमिक बनाने के लिए आवश्यक है।

लेकिन क्यों?

लोग विभिन्न उपकरणों पर विंडोज चलाने के बारे में बात करते हैं, इसलिए मैं उन्हें वर्ष के अंत से पहले ट्रोल करना चाहता हूं।

अन्य परियोजनाओं के बारे में क्या? आगे क्या है?

काम जारी रहेगा। आपको कुछ ड्राइवरों को लागू करने, अंतर्निहित NAND के साथ UEFI बूट प्राप्त करने, कैलकुलेटर के लिए UEFI बूट उपयोगकर्ता के अनुकूल इंटरफेस को लागू करने और मेरे UEFI से HP PPL स्टॉक ऑपरेटिंग सिस्टम को लोड करने की संभावना का अध्ययन करने की भी आवश्यकता है।