[raspberry pi] 树莓派 Kernel 编译笔记

发现自己的知识体系有一段很大的空缺，就是对于 ARM 还是太缺少了解，下面是AVR系列单片机，上面是PC机、服务器，好歹都还算大概见过是怎么一回事，而对于SOC，就了解得很不够，包括对于手机、安卓或是苹果系都只是停留在应用层面，至于开发是怎么样子就没有什么感性认识，感觉一打开这扇门，就会有各种知识领域排山倒海而来。不过该来的总是要来么，连
linux 内核 kernel 都不会编译，实在是不敢自诩为Geeker。好在现在开源ARM平台中，相信树莓派(Raspberry Pi，简称“RPi”)的资料很全，社区也庞大。所以，在盲目去买 ARM 开发板之前，还是先把手边现有的 RPi 和 Mk802 先玩起来再说。

这次尝试给RPi编译 kernel，主要参考了官方教程和Peter Mount’s Blog上的这篇文章。我会结合自己操作过程中的实际情况，配合截图做个记录。

开发环境：我使用的系统是Ubuntu 12.10，因为使用的是“交叉编译”，也就说编译环境是PC，而运行环境是RPi，所使用的编译器也都是为目标系统所定制，所以相信不用纠结于PC这边的具体linux发行版。

1. 连接系统

如题图所示，PC通过USB转串口芯片连接到RPi的串口（当然还要共地），这样我在PC终端这边，可以通过minicom登录RPi并进行操作。
截图中，蓝底黄字的为minicom窗口，黑底白字为本地终端。通过minicom登录RPi以后，可以运行以下命令以查看当前Kernel的版本。

$ uname -a

我现在使用的kenrel版本为3.2.27，生成日期为2012年9月26日。SD卡上原先烧的镜像是比较经典的“2012-08-08-wheezy-armel.zip”。

2. 下载编译工具、Kernel源文件、固件 Firmware

简单起见，我们都使用官方提供的资源。

$ mkdir rasperberrypi
$ cd raspberrypi
$ git clone git://github.com/raspberrypi/firmware.git PRiFirmware
$ git clone git://github.com/raspberrypi/linux.git RpiLinux
$ git clone git://github.com/raspberrypi/tools.git RpiTools

在 git clone 命令的源后，可以跟上文件名，对下载文件夹名称进行指定。因为git
clone似乎不支持断点续传，而这几个项目都是上百M，如果网络不稳定的话，下载会比较郁闷。如果对更新不是很关心的话，可以直接下载github上相
应的zip压缩包。下载完成以后，应该有这样三个文件夹，分别对应固件、linux源码和编译工具。

3. 获取当前Kernel的.config文件，并进行自定义的配置

复制RPi的config.gz文件。

把config.gz文件拷贝到RPi的home目录之后，就可以将RPi关机，将SD卡插入PC，获取并解压该配置文件。sdc对应SD卡，其又分为两个分区sdc1、sdc2，分别对应RPi的“/boot”和“/”

$ sudo mkdir /media/agu/SD
$ sudo mount /dev/sdc2 /media/agu/SD/ $ cp /media/agu/SD/home/pi/config.gz .
$ zcat config.gz > .config
$ ls -a .  ..  .config  config.gz  RpiFirmware  RpiLinux  RpiTools
$ sudo umount /media/agu/SD

当Linux目录下有了.config文件以后，就可以对其进行重新配置。

$ mv .config /RPiLinux
$ cd RpiLinux/ $ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../RpiTools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi- oldconfig

在官方提供的编译工具中包含三套工具链

arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi
arm-bcm2708-linux-gnueabi
gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian

简单起见，我们就选用其中第一种，命令行的输入都通过tab补全来实现。make
oldconfig可以在原.config的基础上更新配置，菜单很长，大部分目前我自己也不清楚是什么意思，所以也是一路enter，选择默认值。大致
可以看出里面包含不少对加载驱动的选取。

如果还需要添加什么内容，可以运行

$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../RpiTools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi- menuconfig

就可以看到kernel的配置菜单：

这里就可以更加从容地添加模块，比方说摄像头之类。完成以后，选择exit退出。

3. 编译Kernel，modules

$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=../RpiTools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi-

如果没有开启多线程编译的话，这个过程可能需要三四十分钟左右。

arch/arm/boot/zImage 就是我们所编译获得的文件。zImage 是 Compressed kernel image 文件，要转换为 kernel.img 还需要进一步处理。

$ cd ../RpiTools/mkimage/ $ ./imagetool-uncompressed.py ../../RpiLinux/arch/arm/boot/zImage

可以看到当前目录中多了kenrel.img文件。

编译新lib：

新的Kernel要正确运行，还需要编译所需的module，主要对应”/lib”目录下的内容。编译时，使用“INSTALL_MOD_PATH”参数指定目标路径。

$ cd ../..
$ mkdir modules
$ cd RpiLinux/ $ make modules_install ARCH=arm CROSS_COMPILE=../RpiTools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi- INSTALL_MOD_PATH=../modules

3. 备份 Firmware

$ cd ..
$ mkdir backup
$ sudo mount /dev/sdc1 /media/agu/SD/ $ cd /media/agu/SD/ $ mv *.elf *.bin ~/gitpool/raspberrypi/backup/

因为kernel可以通过在/boot/config.txt中进行设定，所以倒也不急着拷出来。

可以通过vi，可以添加“kernel=kernel_new.img”这行，如果原来有的话，就修改一下。这样系统就会引导到我们刚刚拷入的kernel_new.img

4. 升级RPi的kernel、Firmware、lib

$ sudo cp ~/gitpool/raspberrypi/RpiTools/mkimage/kernel.img kernel_new.img
$ cd ~/gitpool/raspberrypi/RPiFirameware/boot
$ cp bootcode.bin fixup.dat fixup_cd.dat start.elf /media/agu/SD/ $ cd ../hardfp/opt/ $ sudo umount /media/agu/SD 
$ sudo mount /dev/sdc2 /media/agu/SD/

将挂载点换成SD卡的第2分区，即”/”分区。

$ sudo cp -r vc/ /media/agu/SD/opt/

将新的vc库复制到SD卡，因为之前选用的工具链是hardfp（硬浮点），所以现在所选用的vc库也是硬浮点的版本(RPiFramware/hardfp/opt/vc)。

$ cd ../../..
$ sudo cp -r modules/lib /media/agu/SD/

复制编译的module/lib到RPi的”/”根分区内。

5. 享用新的 Kenrel 吧～

将SD插回RPi，可以看到其正常启动，同时其kernel已更新到3.6.11，系统的生成日期是2012年1月10日，也就是今天。

至此，我们就完成了RPi的Kernel更新。至于后续的安装，包括rootfs的选择和安装，还有待继续研究。希望本文对那些从未编译过
kernel的朋友一点帮助，如果仔细按照我的步骤，相信会得到和我一样的结果。RPi是很强大而且学习资料相当丰富的ARM平台，通过它来学习嵌入式
linux开发，相信是不错的选择。

参考资料：
RPi Kernel Compilation
Compiling a Kernel on the Raspberry PI
基于MK802 MiniPC的扩展开发应用-系统自制，如果希望多硬浮点软浮点多一些了解，可以仔细研究大H的文章哦～

本次操作所使用的USB转串口模块，由圣源电子提供。

这个过程，自己又经历了几次，发现上面记录的还是比较乱。步骤其实更简单一些，

备份：升级之前，如果需要备份的话，$ sudo dd bs=4M if=/dev/sdc of=2012-01-17.img 可以备份整张SD卡
升级firmware：RPiFirmware里面的boot和hardfp/opt/vc可以先全部覆盖到SD卡的相应位置。
编译升级Kernel：如果需要自定义kernel，再进行自定义配置和编译，再将kernel和新编译的lib同时拷入SD卡。

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