Installer les entêtes du kernel avec armbian-config

Pour une raison qui m’échappe, l’utilitaire armbian-config installe incorrectement les entêtes du noyau linux.

armbian-config installe systématiquement la dernière version du paquet linux-headers-next-sunxi même si la version du noyau ne correspond pas. Cela n’est pas correct.

$ dpkg -l | grep linux
ii  console-setup-linux               1.164                          all          Linux specific part of console-setup
ii  libselinux1:armhf                 2.6-3+b3                       armhf        SELinux runtime shared libraries
ii  linux-base                        4.5                            all          Linux image base package
hi  linux-dtb-next-sunxi              5.71                           armhf        Linux DTB, version 4.19.13-sunxi
ii  linux-headers-next-sunxi          5.85                           armhf        Linux kernel headers for 4.19.38-sunxi on armhf
hi  linux-image-next-sunxi            5.71                           armhf        Linux kernel, version 4.19.13-sunxi
ii  linux-libc-dev                    5.70                           armhf        Linux support headers for userspace development
hi  linux-stretch-root-next-nanopineo 5.71                           armhf        Armbian tweaks for stretch on nanopineo (next branch)
hi  linux-u-boot-nanopineo-next       5.71                           armhf        Uboot loader 2018.05
ii  util-linux                        2.29.2-1+deb9u1                armhf        miscellaneous system utilities

Comme on peut le voir ci-dessus, la version du paquet linux-image-next-sunxi qui correspond au noyau est 5.70, alors que la version du paquet des entêtes linux-headers-next-sunxi est 5.85 !

Pour lister les versions disponibles d’un paquet, on fait :

# apt-cache madison linux-headers-next-sunxi
linux-headers-next-sunxi |       5.75 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.73 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.70 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.67 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.60 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.41 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.38 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.35 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.32 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.31 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.30 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages
linux-headers-next-sunxi |       5.26 | http://apt.armbian.com stretch/main armhf Packages

Puis on force la réinstallation du paquet dans la bonne version :

# apt install linux-headers-next-sunxi=5.70 --reinstall

Enfin, il faut geler la version du paquet :

# apt-mark hold linux-headers-next-sunxi

Installer Armbian dans la mémoire eMMC d’une carte Nano Pi

Certaines cartes Nano Pi disposent de mémoire eMMC. C’est le cas des Nano Pi Neo Core et Neo Core2, mais aussi de la Neo Plus2.
Cette mémoire change radicalement l’utilisation possible de ces cartes Nano Pi, en autorisant leur utilisation dans un contexte industriel. En effet, la mémoire MMC (cartes SD ou microSD) dont sont équipées la plupart des cartes concurrentes, comme les cartes Raspberry Pi, a la fâcheuse tendance à rendre l’âme sans prévenir au bout de quelques mois d’utilisation. Il suffit de lancer une recherche sur un moteur de recherche avec les mots clés { sd card corrupted raspberry pi } pour comprendre le problème.

Les cartes Nano Pi équipées de mémoire de mémoire eMMC sont livrées avec le système d’exploitation “maison” qui est une version modifiée de ArmBian basé sur Ubuntu Xenial. Bien que ce choix soit celui de la simplicité, il amène à se pencher, dans un contexte industriel, sur la pérennité, l’évolutivité et la sécurité de cette solution.

La distribution ArmBian prenant en charge les cartes Nano Pi, il apparaît bien plus intéressant de se tourner vers cette solution. Cette solution permettra, par exemple, de recompiler “rapidement” les paquets du noyau (BSP) afin d’y intégrer des drivers absents de l’image par défaut (IIO par exemple). ArmBian fournit le script compile.sh qui permet de faire cela très simplement.

Dans cet article, nous allons voir comment installer ArmBian dans la mémoire eMMC d’une carte Nano Pi Core LTS. Cette carte sera implantée dans son mini-shield afin de pouvoir effectuer le prototypage.

Nous utiliserons comme environnement de travail un PC sous GNU Linux, car c’est beaucoup plus simple de travailler sur une carte Nano Pi à partir d’un PC sous GNU Linux. Pour ceux qui en doute, il suffit de se reporter à mon article sur Codelite.

Téléchargement de l’image ArmBian

L’image que nous avons choisi est la version Stretch basée sur Debian. Elle peut être téléchargée sur la page de téléchargement de ArmBian consacrée à la carte NanoPi Neo (et Core).

Une fois le fichier archive 7z téléchargé, puis décompressé on oubliera pas de vérifier la signature SHA256 du fichier afin de vérifier son intégrité…

$ 7za e Armbian_5.69_Nanopineo_Debian_stretch_next_4.19.13.7z 

7-Zip (A) [64] 9.20  Copyright (c) 1999-2010 Igor Pavlov  2010-11-18
p7zip Version 9.20 (locale=fr_FR.UTF-8,Utf16=on,HugeFiles=on,8 CPUs)

Processing archive: Armbian_5.69_Nanopineo_Debian_stretch_next_4.19.13.7z

Extracting  Armbian_5.69_Nanopineo_Debian_stretch_next_4.19.13.img
Extracting  Armbian_5.69_Nanopineo_Debian_stretch_next_4.19.13.img.asc
Extracting  armbian.txt
Extracting  sha256sum.sha

Everything is Ok

Files: 4
Size:       1103121482
Compressed: 266049577
$ sha256sum -c sha256sum.sha 
Armbian_5.69_Nanopineo_Debian_stretch_next_4.19.13.img: Réussi

Écriture de l’image sur carte microSD

Pour écrire l’image dans la mémoire eMMC, il faudra passer par une carte microSD. Une fois le système transféré en eMMC, cette carte SD pourra être retirée. La solution la plus simpliste pour écrire une image sur une carte SD est dd, mais il existe une solution beaucoup plus confortable et “sécurisée”, elle s’appelle Etcher.

Balena Etcher en action

Je vous conseille donc d’utiliser Etcher pour écrire votre image sur la carte microSD. Pour l’installer proprement, il est préférable d’ajouter le dépôt de paquets :

echo "deb http://deb.etcher.io stable etcher" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/balena-etcher.list
sudo apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv-keys 379CE192D401AB61
sudo apt-get update
sudo apt-get install balena-etcher-electron

Démarrage de la carte Nano Pi sur la carte microSD

Une fois l’image écrite sur la carte microSD, il suffit de l’insérer dans la carte Nano Pi et de l’alimenter.

La première connexion se fera sur la liaison série de débogage (UART0). On utilisera pour ce faire, un adaptateur série-USB connecté au connecteur DBG_UART du mini-shield et un logiciel d’émulation de terminal comme gtkTerm ou minicom.

Lors de la première connexion, le mot de passe root est ‘1234’. Il devra être modifié pour un plus sûr ;-| et vous aurez la possibilité de créer un utilisateur. Je vous conseille de créer un utilisateur pi dans un premier temps.

Transfert du système en mémoire eMMC

Pour transférer le système de la microSD vers la mémoire eMMC, il suffit d’utiliser la commande :

sudo nand-sata-install 

On choisira ensuite le menu system on eMMc puis le type ext4.

Après quelques minutes de patience… On arrêtera proprement le système. Après coupure de l’alimentation, on retirera la carte microSD avant de redémarrer sur la mémoire eMMC… 🙂

Installation d’une RTC sur ArmBian

Sur les Pi Board comme le Raspberry Pi ou le Nano Pi, on ne dispose pas d’horloge temps réel (RTC pour Real Time Clock) capable de mémoriser la date et l’heure lorsqu’on coupe l’alimentation. Les concepteurs de ces cartes sont tout simplement partie du postulat que la carte sera reliée à une réseau disposant d’un serveur de temps NTP. Dans la plupart des cas c’est vrai, mais dans d’autres c’est fortement handicapant ! Cela est d’autant plus navrant, que les processeurs AllWinner H3 et H5 utilisés par les cartes Nano Pi disposent de RTC sur la puce du SoC ! Les concepteurs n’ont juste pas jugé utile de sortir sur une pastille la tension de backup de cette RTC ! La solution est donc d’ajouter un circuit intégré RTC généralement connecté à la carte par le bus I2c.

Le but de ce tutoriel est d’expliquer la procédure d’installation et de configuration d’un circuit RTC sur un système embarqué utilisant ArmBian.

Dans ce document nous utiliserons, pour l’exemple, une RTC Texas Instruments BQ32000 que nous relierons à une carte NanoPi Neo. La version de ArmBian utilisée est la Debian Stretch 5.41 (kernel 4.14.18).

NanoPi Neo

Les broches SDA et SCL de la RTC seront reliées aux broches correspondantes du bus I2c0 du connecteur GPIO (broche 3 et 5).

Vérification de la présence du driver de la RTC

Dans un premier temps, il faut vérifier la disponibilité du driver de la RTC BQ320000 sur le système :

$ sudo find / -name "*bq32*.ko"
/lib/modules/4.14.18-sunxi/kernel/drivers/rtc/rtc-bq32k.ko

Ici le driver est présent et s’appelle rtc-bq32k.ko. Si le fichier n’est pas présent, c’est qu’il n’a pas été compilé lors de la compilation du kernel 🙁 Dans ce cas, il faudra valider la compilation du driver correspondant et recompiler le système. Cette opération sort du contexte de ce document, mais il faut savoir que cela n’est pas très compliqué à condition de disposer d’un PC puissant sous Ubuntu Xenial ! Le site de ArmBian explique la procédure.

Chargement du driver au boot

Avec les noyaux modernes, le chargement des drivers se fait par l’intermédiaire de Device Tree. Device Tree que l’on peut traduire par “Arborescence matérielle” est une façon de décrire tout le matériel disponible sur un système.

Si ce nouveau système a facilité la vie des développeurs de Linux, il a sacrément compliqué celle des utilisateurs qui souhaitent juste ajouter une “chite” RTC sur leur PiBoard préférée. Disons le clairement : Device Tree c’est de la bonne veille “Usine à gaz” conçue par des informaticiens totalement crazy 😀

Heureusement les concepteurs de ArmBian ont choisi de faciliter la vie de leurs utilisateurs, mais il va falloir quand même se retrousser les manches et mettre les mains dans le cambouis !

La site ArmBian présente la procédure.

Ce qu’il faut savoir :

  • Une configuration matérielle est décrite par un fichier overlay d’extension .dtbo qui sont des fichiers binaires (dtbo pour device tree binary overlay)
  • Un fichier overlay est créé à l’aide du compilateur dtc à partir d’un fichier source .dts qui respecte la syntaxe fdt pour Flat Device Tree (et qui est loin d’être abordable pour le non-informaticien…)
  • Les fichiers overlay décrivant la configuration de base de la carte se trouvent dans /boot/dtb
  • Les fichiers overlay des circuits ajoutés se trouvent dans /boot/overlay-user

Choisir la configuration du driver

Chaque driver de circuit disposent d’options pouvant être ajoutées à l’overlay pour modifier son comportement. Ces options sont documentées directement dans les sources du kernel Sic ! Pour la BQ32000 et notre version de noyau c’est ici, voilà le fichier :

* TI BQ32000                I2C Serial Real-Time Clock

Required properties:
- compatible: Should contain "ti,bq32000".
- reg: I2C address for chip

Optional properties:
- trickle-resistor-ohms : Selected resistor for trickle charger
       Values usable are 1120 and 20180
       Should be given if trickle charger should be enabled
- trickle-diode-disable : Do not use internal trickle charger diode
       Should be given if internal trickle charger diode should be disabled
Example:
       bq32000: rtc@68 {
               compatible = "ti,bq32000";
               trickle-resistor-ohms = <1120>;
               reg = <0x68>;
       };

Comme on peut le voir au paragraphe 7.3.3 du datasheet, le BQ32000 peut être utilisé avec une pile ou un super condensateur (de plusieurs Farads !), afin de maintenir l’heure lorsque l’alimentation du Nano Pi est coupée. Dans le cas d’une pile, le circuit de charge (trickle charging) devra être désactivé, dans le cas de l’utilisation d’un super condensateur il doit être activé. C’est le sens des options :

  • trickle-diode-disable qui permet de désactiver le circuit de charge (TCH2 ouvert). Si cette option n’est pas indiquée, le circuit de charge est activé, ce qui peut conduire à l’explosion de la pile !
  • trickle-resistor-ohms qui permet de choisir la résistance du circuit de charge (TCFE ouvert ou fermé). Il sera nécessaire de consulter la documenation du super condensateur pour choisir la configuration correcte (résistance de 1120 ohms, la plupart du temps, cad TCFE ouvert)

Une explication des courants/temps de charge/décharge est présent sur le site de Maxim

Création du fichier source .dts

A partir des fichiers du dossier examples du dépôt sunxi-DT-overlays, on créée le fichier i2c-bq32000.dts suivant :

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
  compatible = "allwinner,sun4i-a10", "allwinner,sun7i-a20", "allwinner,sun8i-h3", "allwinner,sun50i-a64", "allwinner,sun50i-h5";

  /* 
   * Aliases can be used to set the external RTC as rtc0
   * Needs supplying the correct path to the I2C controller RTC is connected to,
   * this example is for I2C0 on H3
   * NOTE: setting time at boot by the kernel
   * may not work in some cases if the external RTC module is loaded too late
   */
  fragment@0 {
    target-path = "/aliases";
    __overlay__ {
      rtc0 = "/soc/i2c@01c2ac00/bq32000@68";
    };
  };

  fragment@1 {
    target = <&i2c0>;
    __overlay__ {
      #address-cells = <1>;
      #size-cells = <0>;
      bq32000@68 {
        compatible = "ti,bq32000";
        reg = <0x68>;
        trickle-diode-disable;
        status = "okay";
      };
    };
  };
};

L’option trickle-diode-disable; étant présente, on est dans le cas de l’utilisation d’une pile, si ce n’est pas le cas, il faudra la remplacer par trickle-resistor-ohms = <1120>; (ou 20180…).

Il faut noter que sur le NanoPi Neo, le bus I2c utilisé est le bus 0. L’adresse de son contrôleur est 0x01c2ac00. Si on utilise une autre carte et/ou un autre bus, il faudra rechercher cette adresse à l’aide de la commande :

$ sudo dtc -qq -I fs /proc/device-tree | grep -e '/soc/i2c@'

Dans le cas du NanoPi Neo cela nous donne à l’affichage :

i2c1 = "/soc/i2c@01c2b000";
i2c2 = "/soc/i2c@01c2b400";
i2c0 = "/soc/i2c@01c2ac00";
r_i2c = "/soc/i2c@01f02400";
i2c0 = "/soc/i2c@01c2ac00";

On voit que le SoC H3 du NanoPi Neo dispose de 3 bus I2c aux adresses 0x01c2ac00 pour le bus 0, 0x01c2b000 pour le bus 1 et 0x01c2b400 pour le bus 2.

Les lignes rtc0 = “/soc/i2c@… et target = <&i2c… devront alors être modifiées en conséquence.

Installation du fichier overlay .dtbo

Pour compiler les fichiers overlay, il faut installer les fichiers en-tête du kernel utilisé, cela se fait grâce à la commande :

$ sudo armbian-config

On choisit le menu Software puis Headers pour installer (attention si cela a déjà été effectuée cela désisnstalle les fichiers !). Faire Cancel et Cancel pour sortir.

Pour compiler et installer notre overlay, on utilise la commande :

$ sudo armbian-add-overlay i2c-bq32000.dts

Cela affiche le message suivant :

  Compiling the overlay
  Copying the compiled overlay file to /boot/overlay-user/
  Reboot is required to apply the changes

Un petit ls /boot/overlay-user nous permet de vérifier la précence du fichier .dtbo :

$ ls /boot/overlay-user
i2c-bq32000.dtbo

Vérifications de bon fonctionnement de la RTC

Après reboot, on peut vérifier le chargement du driver dans le journal du kernel :

$ dmesg | grep rtc
[    4.556601] sun6i-rtc 1f00000.rtc: rtc core: registered rtc-sun6i as rtc0
[    4.556613] sun6i-rtc 1f00000.rtc: RTC enabled
[    5.168535] bq32k 0-0068: rtc core: registered bq32k as rtc1

Si on ne trouve pas de trace du driver bk32k, il faudra observer les messages du kernel au démarrage du système sur la liaison série de debug (UART0).

Notre RTC a donc été connectée au fichier /dev/rtc1. Comme on peut le voir ci-dessus, la RTC du SoC a elle aussi été connectée au système par l’intermédiaire du fichier /dev/rtc0. Cette RTC n’ayant pas de tension de backup, il faudra la désactiver à l’étape suivante.

Dans un premier temps vérifions le fonctionnement de notre RTC BQ32000 en afffichant la date/heure système (NTP) et celle de notre RTC :

$ date && sudo hwclock -r -f /dev/rtc1
samedi 17 mars 2018, 16:26:02 (UTC+0100)
2018-03-17 16:24:47.160983+0100

Nous constatons que notre RTC fonctionne, mais qu’elle n’est pas à l’heure ! Pour un affichage simple de l’heure RTC, on effectue la commande

$ sudo hwclock -r -f /dev/rtc1

Pour mettre à l’heure notre RTC à partir de l’heure NTP :

$ sudo hwclock -w -f /dev/rtc1

Vérifions :

$ date && sudo hwclock -r -f /dev/rtc1
samedi 17 mars 2018, 16:30:48 (UTC+0100)
2018-03-17 16:30:47.162255+0100

Désactivation de la RTC du SoC H3

La RTC du SoC H3 doit être désactivée car le kernel va systématiquement la reconfigurer comme RTC par défaut (/dev/rtc) puisque son driver est compilé à l’intérieur du noyau !

Pour désactiver la RTC du SoC H3, il faut créer un fichier overlay…

Nous allons dans un premier temps, “décompiler” la configuration du NanoPi grâce à la commande :

$ sudo dtc -qq -I fs /proc/device-tree > nanopi-neo.dts

Cela créée le fichier source nanopi-neo.dts, une recherche avec Geany, nous permet de voir les partie qui concerne la RTC du SoC :

....
rtc = "/soc/rtc@01f00000";
....
rtc@01f00000 {
  compatible = "allwinner,sun6i-a31-rtc";
  interrupts = <0x0 0x28 0x4 0x0 0x29 0x4>;
  phandle = <0x69>;
  reg = <0x1f00000 0x54>;
  linux,phandle = <0x69>;
};
....

Le fichier source overlay rtc-disable.dts permettant de la désactiver est le suivant :

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
  compatible = "allwinner,sun4i-a10", "allwinner,sun7i-a20", "allwinner,sun8i-h3", "allwinner,sun50i-a64", "allwinner,sun50i-h5";

 fragment@0 {
   target = <&rtc>;

   __overlay__ {
     status = "disabled";
   };
 };
};

Une fois compilé et installé à l’aide de sudo armbian-add-overlay rtc-disable.dts et après redémarrage, on peut constater que cette rtc est effectivement désactivée :

rtc@01f00000 {
  compatible = "allwinner,sun6i-a31-rtc";
  status = "disabled";
  interrupts = <0x0 0x28 0x4 0x0 0x29 0x4>;
  phandle = <0x69>;
  reg = <0x1f00000 0x54>;
  linux,phandle = <0x69>;
};

Un **ls -l /dev/rtc***, nous permet de voir qu’il n’a plus qu’une seule rtc, la rtc0 :

lrwxrwxrwx 1 root root      4 nov.   3  2016 /dev/rtc -> rtc0
crw------- 1 root root 253, 0 nov.   3  2016 /dev/rtc0

Une recherche dans le journal du kernel nous permet de voir que c’est la BQ32000 :

$ dmesg | grep rtc
[    5.182244] bq32k 0-0068: rtc core: registered bq32k as rtc0

Un sudo hwclock -r nous permet de lire les informations de notre RTC :

2018-03-17 21:50:43.386528+0100

Mise à l’heure RTC au boot

Le circuit RTC est maintenant détecté et configuré par le noyau, mais ce n’est pas pour autant qu’il est utilisé par le système !

Nous allons créer un script qui sera lancé automatiquement par le démon de démarrage du système systemd. Cette étape est dérivée de celle présentée sur le site hackable.fr

Tout d’abord on créée un script shell qui utilise hwclock pour mettre à l’heure le système avec l’heure RTC, le fichier rtc-setup est le suivant :

#!/bin/sh
hwclock -s --utc
echo "System Time synced with RTC Time"

Puis on rend ce script exécutable :

$ chmod +x rtc-setup

On peut tester ce script et vérifier que l’heure système et bien la même que l’heure RTC :

$ sudo ./rtc-setup
$ date && sudo hwclock -r
samedi 17 mars 2018, 18:06:36 (UTC+0100)
2018-03-17 18:06:36.829015+0100

On créée ensuite le répertoire /usr/lib/systemd/scripts et on y copie notre script rtc-setup :

$ sudo mkdir -p /usr/lib/systemd/scripts
$ sudo cp rtc-setup /usr/lib/systemd/scripts

On créée ensuite un fichier service systemd pour automatiser le démarrage de rtc-setup au boot, le fichier rtc-init.service est le suivant :

[Unit]
Description=RTC Clock Setup and Time Sync
Before=cron.service

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/lib/systemd/scripts/rtc-setup

[Install]
WantedBy=multi-user.target

On copie ce fichier dans le répertoire /etc/systemd/system :

$ sudo cp rtc-init.service /etc/systemd/system

Il ne reste plus qu’à valider le service rtc-init et à invalider le service fake-hwclock :

$ sudo systemctl enable rtc-init
$ sudo systemctl disable fake-hwclock

fake-hwclock est un service qui palie à l’absence de RTC sur un système embarqué, son rôle est d’écrire régulièrement dans un fichier l’heure système (généralement récupérée par NTP) et la restaurer au démarrage. Cela permet, en cas d’absence de réseau, d’avoir une heure cohérente mais complétement fausse.

Il est maintenant nécessaire de redémarrer et de vérifier que tout fonctionne :

$ sudo reboot
....
$ date && sudo hwclock -r

Retour à la configuration par défaut

Pour revenir à la configuration par défaut, si par exemple, on retire le circuit RTC, il suffit de dévalider le service rtc-init et de valider le service fake-hwclock :

$ sudo systemctl disable rtc-init
$ sudo systemctl enable fake-hwclock

Puis de redémarrer :

$ sudo reboot

Corriger une adresse MAC aléatoire dans Armbian sur NanoPi

Constatation du problème

Lors de chaque démarrage, l’adresse MAC de eth0 est modifiée de façon aléatoire.

Ce problème a été constaté sur des cartes FriendlyArm NanoPi Neo v1.1 et v1.2 avec Armbian utilisant un kernel 4.x. On constate que ce problème n’existe pas quand on utilise une image FriendlyCore (Xenial avec kernel 4.14.0).

Version du noyau utilisé dans ce tuto:

Linux nanopineo 4.14.18-sunxi #2 SMP Sat Feb 10 19:46:30 CET 2018 armv7l GNU/Linux

Solution rapide

Pour ceux qui n’ont pas de temps à perdre avec les explications:

sudo armbian-config

On va dans System puis Freeze. Puis:

git clone http://github.com/epsilonrt/armbian-nanopi-ethaddr-patch
cd armbian-nanopi-ethaddr-patch
cp /boot/boot.cmd .
patch -p1 < boot.cmd.patch
mkimage -C none -A arm -T script -d boot.cmd boot.scr
sudo mv /boot/boot.cmd /boot/boot.cmd.orig
sudo mv /boot/boot.scr /boot/boot.scr.orig
sudo cp boot.* /boot
sudo dtc -I dtb -O dts -o sun8i-h3-nanopi-neo.dts /boot/dtb/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb
sudo patch -p1 < sun8i-h3-nanopi-neo.dts.patch
sudo dtc -I dts -O dtb -o sun8i-h3-nanopi-neo.dtb sun8i-h3-nanopi-neo.dts
sudo mv /boot/dtb/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb /boot/dtb/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb.orig
sudo cp sun8i-h3-nanopi-neo.dtb /boot/dtb
sudo reboot

Analyse du problème

Dans la mainline du kernel 4.x, le driver de la carte Ethernet (dwmac-sun8i), renvoit une adresse MAC aléatoire. Cela est dû, sans doute, à une mauvaise intégration de Device Tree dans ce driver. Sur le site linux-sunxi il est dit :

This driver is mainline, but DT was reverted in 4.13-rc7. DT should be back soon.

Voilà ce qu’indique le kernel au démarrage (dmesg) :

[ 10.889856] dwmac-sun8i 1c30000.ethernet eth0: device MAC address 1a:b2:4a:84:f7:fc
[ 10.890960] Generic PHY 0.1:01: attached PHY driver > [Generic PHY] (mii_bus:phy_addr=0.1:01, irq=POLL)
….
[ 14.009054] dwmac-sun8i 1c30000.ethernet eth0: Link is Up – 100Mbps/Full – flow control off

Le programme de boot du nanopi (u-boot) a une variable ethaddr mais qui pas utilisée par le kernel ! On peut lire cette variable en accédant à la ligne de commande de u-boot. Il faut, pour cela, connecter un adaptateur série-usb sur le connecteur UART0 (debug) du NanoPi. Au boot, il faut appuyer tout de suite sur la touche Espace, puis utiliser printenv:

printenv ethaddr

On doit avoir une adresse commencant par 02:81

Recherche de la solution

Cette solution est issue du reverse engineering du BSP de FriendlyArm.

u-boot utilise le fichier /boot/boot.scr (script de démarrage), ce fichier est une version “compilée” du fichier /boot/boot.cmd.

Dans le fichier /boot/boot.cmd de FriendlyArm, on peut voir les 2 lignes ci-dessous:

# setup MAC address 
fdt set ethernet0 local-mac-address ${mac_node}

La ligne avec fdt a pour but de passer l’adresse MAC (local-mac-address) au kernel par le device tree. Elle fait référence à ethernet0 qui utilisé pour désigner la carte eth0.

Dans le fichier sun8i-h3-nanopi-neo.dts de FriendlyArm, on peut voir que ethernet0 est un alias de /soc/ethernet@1c30000. Dans le bloc de ethernet@1c30000, on peut voir un paramètre local-mac-address:

status = "okay";
local-mac-address = [00 00 00 00 00 00];

Solution trouvée !

Mise en oeuvre détaillée de la solution

Il faut commencer par geler la mise à jour du noyau et de u-boot:

sudo armbian-config

On va dans System puis Freeze. Si on veut vérifier :

dpkg -l | grep ^hi

hi linux-dtb-next-sunxi 5.41 armhf Linux DTB, version 4.14.18-sunxi
hi linux-image-next-sunxi 5.41 armhf Linux kernel, version 4.14.18-sunxi
hi linux-stretch-root-next-nanopineo 5.41 armhf Armbian tweaks for stretch on nanopineo (next branch)
hi linux-u-boot-nanopineo-next 5.41 armhf Uboot loader 2017.11

On clone le dépôt:

git clone http://github.com/epsilonrt/armbian-nanopi-ethaddr-patch
cd armbian-nanopi-ethaddr-patch

Puis on patche le script u-boot:

cp /boot/boot.cmd .
patch -p1 < boot.cmd.patch
mkimage -C none -A arm -T script -d boot.cmd boot.scr
sudo mv /boot/boot.cmd /boot/boot.cmd.orig
sudo mv /boot/boot.scr /boot/boot.scr.orig
sudo cp boot.* /boot

Ensuite, on décompile le device tree, on le patche et on le recompile:

sudo dtc -I dtb -O dts -o sun8i-h3-nanopi-neo.dts /boot/dtb/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb
sudo patch -p1 < sun8i-h3-nanopi-neo.dts.patch
sudo dtc -I dts -O dtb -o sun8i-h3-nanopi-neo.dtb sun8i-h3-nanopi-neo.dts
sudo mv /boot/dtb/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb /boot/dtb/sun8i-h3-nanopi-neo.dtb.orig
sudo cp sun8i-h3-nanopi-neo.dtb /boot/dtb

Il ne faut pas tenir compte des warning affichés par dtc.

Voilà ! Il ne reste plus qu’à rebooter:

sudo reboot

Il faut juste espérer que les responsables du driver règle ce problème un jour…