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。