2013年4月17日 星期三

Raspberry Pi Set Up For Building External Modules

敘述


由於廠商提供的 IT913x 的 Testkit，編譯時需要使用到 kernel external modules，
而 RPi 預設是沒有將 kernel source 放到 RPi 中，
使用者必須自行下載 kernel source 並放置到 /usr/src/linux-rpi-$(uname -r) 底下。

而在先前的文章 Raspberry Pi Kernel Compilation，
由於我的 RPi kernel 和 modules 是在開發機上編譯，
將 modules 複製到 RPi 後，發現到在 RPi 上編譯 IT913x Testkit，執行 Testkit 時顯示 KERNEL_VERSION 為 (3.2.25)，而非實際使用的 (3.6.11)，
之後才發現到 /lib/modules/$(uname -r)/build 連結到的位置是錯的 (target 為開發機的目錄)，
因此也必須修改 /lib/modules/$(uname -r)/build，連結到正確位置，
並在 kernel source 目錄下，執行 make oldconfig、make modules_prepare 等指令，
之後 IT913x testkit 才會取得正確的 kernel external modules 去編譯。


問題


在 RPi 上編譯 IT913x Testkit，執行 Testkit 時顯示 KERNEL_VERSION 為 (3.2.25)，而非實際使用的 (3.6.11)。


適用範圍


在 RPi 上編譯程式，需要使用到 kernel external modules 的狀況。


步驟


本篇文章記錄下每一個步驟，供需要的人參考。

以下步驟是在 開發機 上，利用 RPi Toolchain 進行 Cross-compile；
若想在 RPi 上直接編譯 kernel，
則可以省略設定 ARCH 與 CROSS_COMPILE 環境變數。

1. 下載 kernel source 3.6.y (個人 RPi 是指用 3.6.y 版的 kernel)
   請參考 Raspberry Pi Kernel Compilation。

2. 為簡化指令長度，將以縮寫方式替代
<kernel source> : /home/bkdragon/rpi/linux-rpi-3.6.y

<RPi toolchain> : /home/bkdragon/rpi/rpi_cross_compiler_x86/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi

3. 切換目錄至 <kernel source>
$ cd <kernel source>

4. 清除所有 generated files、config 和 various backup files
$ make mrproper

5. 從正在運行的 RPi 上，取得當前的 kernel configuration
(on RPi) $ zcat /proc/config.gz > .config

6. 從 RPi 上複製 .config 至 kernel source 中
(on RPi) $ scp .config bkdragon@my.ip:<kernel source>

7. 設定環境參數 CCPREFIF
$ export CCPREFIX=<RPi toolchain>/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi-

8. 更新 configuration
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} oldconfig

9. Set up for building external modules
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} modules_prepare

10. (Option) 若使用 git clone 下載 kernel source，刪除 .git 目錄以節省空間
$ rm -rf .git

11. 切換目錄至 /tmp (隨意位置)
$ cd /tmp

12. 將 kernel source 封裝成 TAR.GZ
$ tar -czvf linux-rpi-3.6.y.tar.gz <kernel source>

13. 將 linux-rpi-3.6.y.tar.gz 複製到 RPi
$ scp linux-rpi.3.6.y.tar.gz pi@my.rpi.ip:~

以下步驟是在 RPi 上執行

14. 將 linux-rpi-3.6.y.tar.gz 移動至 /usr/src
$ sudo mv linux-rpi-3.6.y.tar.gz /usr/src

15. 切換目錄至 /usr/src
$ cd /usr/src

16. 解壓縮 linux-rpi-3.6.y.tar.gz
$ sudo tar -xzvf linux-rpi-3.6.y.tar.gz

17. 切換目錄至 /lib/modules/$(uname -r) 底下
$ cd /lib/modules/$(uname -r)

18. 移除 build、source
$ sudo rm build source

19. 建立 symbolic link build 連結至 kernel source 目錄
$ sudo ln -s /usr/src/linux-rpi-3.6.y build

20. 建立 symbolic link source 連結至 kernel source 目錄
$ sudo ln -s /usr/src/linux-rpi-3.6.y source

21. 編譯 IT913x testkit，執行 testkit 檢查顯示的 KERNEL_VERSION 是否正確。
    如果顯示 KERNEL_VERSION(3, 6, 11)，即正確無誤！
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2013年4月16日 星期二

Raspberry Pi Kernel Compilation (update)

參加的研究專案裡面，需要將 DVB device 的 driver 方式安裝到 Raspberry Pi 中。原本在 Ubuntu 上的安裝方式，不適用於 Raspberry Pi 上；廠商提供的方式為將 driver 製作成 module 的方式，讓 Raspberry Pi 偵測到 device 的時候，再將其 module 掛載起來。

以下步驟是在 開發機 上，利用 RPi Toolchain 進行 Cross-compile；
若想在 RPi 上直接編譯 kernel，
則可以省略設定 ARCH 與 CROSS_COMPILE 環境變數。

請先準備以下檔案：
1. Raspberry Pi' kernel
  此處以 3.6.y 作為範例，請依據需要作選擇。
  下載處：github

  附註：個人喜歡在 linux 用 git 將整個 kernel source Repo. 複製下來，
    未來方便直接用 git pull 將 kernel source 更新到最新；
    需要用 3.2.27 版的 kernel source，
    也可以直接用 git checkout rpi-3.2.27 切換。

2. Driver source code
   此處以 IT913x driver 作為範例。

3. Raspberry Pi tools and toolchain
   此工具包包含三個已編譯好的 x86 toolchains 和其他工具。
   下載處：github


開始將 driver 製作成 module


1. 簡化指令長度，將以縮寫方式替代
<kernel source> : /home/bkdragon/rpi/linux-rpi-3.6.y

<RPi toolchain> : /home/bkdragon/rpi/rpi_cross_compiler_x86/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi

<IT913x source> : /home/bkdragon/dvb/rpi/IT913x_SRC

2. 將 DVB IT913x source code 連同資料夾複製到 kernel source 中
$ cp -r <IT913x source> <kernel source>/drivers/media/dvb/dvb-usb

3. 切換目錄
$ cd <kernel source>/drivers/media/dvb/dvb-usb

4. 修改 Makefile，在文件底下的 ccflags-y 上方插入下面這行，儲存離開
obj-$(CONFIG_DVB_USB_IT913x) += IT913x_SRC/
請注意，IT913x_SRC 必須一樣，若存放 driver 的目錄名稱不同，請自行修改


5. 修改 Kconfig，在文件最下方插入以下資訊，儲存離開
config DVB_USB_IT913x
    tristate "ITEtech IT913x Rx USB2.0 support"
    depends on DVB_USB
    help
      Say Y here to support the ITE IT913x based DVB-T USB2.0 Rx

6. 回到 kernel source code 的根目錄
$ cd <kernel source>

7. 清除所有 generated files、config 和 various backup files
$ make mrproper

8. 從正在運行的 RPi 上，取得當前的 kernel configuration
(on RPi) $ zcat /proc/config.gz > .config

9. 從 RPi 上複製 .config 至 kernel source 中
(on RPi) $ scp .config bkdragon@my.ip:<kernel source>

10. 設定環境參數 CCPREFIX
$ export CCPREFIX=<RPi toolchain>/bin/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi-

11. 更新 configuration 
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} oldconfig
其中會在新加入的 module 停下，若為
ITEtech IT913x Rx USB2.0 support (DVB_USB_IT913x) [N/m/?] (NEW)
按下 m 使之製作成 module。


12. 萬事俱全，開始 build kernel
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX}
若為 multicore 環境，可增加 -jN（N: 自訂數）參數，增加同時編譯的執行序。
假設我的主機為 4 cores，可用 -j4。


13. 建立存放 new_kernel 的目錄
$ mkdir /home/bkdragon/rpi/new_kernel

14. 建立存放 module 的目錄
$ mkdir /home/bkdragon/rpi/new_kernel/modules

15. 設定環境參數
$ export MODULES_TEMP=/home/bkdragon/rpi/new_kernel/modules

16. 將編譯好的 module 安裝到指定目錄
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=${CCPREFIX} INSTALL_MOD_PATH=${MODULES_TEMP} modules_install

17. 切換目錄至 Image 放置位置
$ cd arch/arm/boot

18. 複製產生出來的 kernel image 到 new_kernel 目錄底下
$ cp Image /home/bkdragon/rpi/new_kernel/

19. 切換目錄
$ cd /home/bkdragon/rpi/new_kernel

20. 更改名稱以區別 kernel image 版本（Option，檔名隨意）
$ mv Image new_kernel_3.6.y.img

21. 以上步驟完成，便將更換 kernel 所需要的檔案備齊。
    在此目錄中，分別有一個 image 檔，和一個 modules 資料夾。


更換 SD 卡中的 kernel


1. 將要更新 kernel 的 SD 卡中兩個磁區掛載起來：
    開機磁區（放有 config.txt 和 kernel.img 等檔案）我以 sec1 代稱、
    一般檔案空間（一般在 linux 根目錄底下能看到的東西）我以 sec2 代稱。
    將 kernel.img 複製到 sec1，並修改 config.txt。
$ cd /mnt/sec1
$ cp /home/bkdragon/rpi/new_kernel/new_kernel_3.6.y.img .
$ vi config.txt
在文件最上方插入：
kernel=new_kernel_3.6.y.img
儲存後離開。


2. 將 modules 資料夾中的 lib 目錄，複製到 sec2 的根目錄底下
$ cd /mnt/sec2
$ sudo cp -r /home/bkdragon/rpi/new_kernel/modules/lib .

3. 更換 kernel 完成。這裡有一個需注意的地方，若原本 RPi 運行的 kernel 版本，
    和你想要更換的 kernel 版本差異太大（如 3.2.27 --> 3.6.11），
    則必須連同 firmware 一起更新。
    更新 firmware 方式請參考官方 wiki。

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