# Raspberry pi Kernel
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## Raspberry pi kernel編譯兩種方式解釋

* Raspberry Pi 用的 Linux 核心有以下幾種方式，兩種方式各有利弊，以下分別是這兩種編譯方式的步驟教學。

1. 一種是在 Raspberry Pi 中直接編譯

2. 一種是在一般的個人電腦中交叉編譯（cross compilation）

## 工具下載

* sudo vim piarm_install.sh

#!/bin/bash

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install

#sudo apt-get install python3-pip
#sudo apt-get install python3

sudo apt install -y libncurses5-dev libssl-dev build-essential openssl bison flex bc
sudo apt-get install -y gcc-arm-linux-gnueabihf
sudo apt-get install -y make git-core ncurses-dev

#sudo apt-get install gcc-5
#sudo apt-get install gcc-7

### Github install raspberry kernel

1. git clone https://github.com/raspberrypi/linux

2. git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux

* git branch -a

3. git clone https://github.com/raspberrypi/tools

4. sudo vim git-install.sh

5. sudo chmod +x git-install.sh

#!/bin/bash

git clone https://github.com/raspberrypi/linux

git clone https://github.com/raspberrypi/tools

## Raspberry Pi 中編譯核心

#### Raspberry Pi 1，Pi Zero，Pi Zero W和Compute Module配置

* cd linux

* KERNEL=kernel

* make bcmrpi_defconfig

#### Raspberry Pi 2，Pi 3，Pi 3+和Compute Module 3配置

* cd linux

* KERNEL=kernel7

* make bcm2709_defconfig

#### Raspberry Pi 4配置

* cd linux

* KERNEL=kernel7l

* make bcm2711_defconfig

#### 圖片


### 編譯內核

* make -j4 zImage modules dtbs

* sudo make modules_install

* sudo cp arch/arm/boot/dts/*.dtb /boot/

* sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtb* /boot/overlays/

* sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /boot/overlays/

* sudo cp arch/arm/boot/zImage /boot/$KERNEL.img

### 變更環境變數

* echo PATH=\$PATH:~/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin >> ~/.bashrc

* source ~/.bashrc

#### 適用於 Pi 1，Pi Zero，Pi Zero W
* cd linux
* KERNEL=kernel
* make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcmrpi_defconfig

#### 適用於Pi 2，Pi 3，Pi 3+

* cd linux

* KERNEL=kernel7

* make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcm2709_defconfig

* 

#### 適用於Pi 4

* cd linux

* KERNEL=kernel7l

* make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcm2711_defconfig

### 安裝toolchain(Cross compiler)，將 gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian 加到環境變數裡。

### For 32 位元Linux

* export PATH=/home/pi/tools/arm-bcm2708/arm-bcm2708-linux-gnueabi/bin:$PATH

### For 64 位元Linux

* export PATH=/home/pi/tools/arm-bcm2708/arm-bcm2708-linux-gnueabi-x64/bin:$PATH

### 交叉編譯

* 輸入 arm 後連續按兩次 tab 鍵
* arm-
#### hello.c 並編譯

* sudo nano hello.c

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("hello, world\n");
        return 0;
}

* arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hello-arm

* file hello-arm


* ./hello-arm


### 試寫一個kernel

* mkdir kernel

* cd kernel

* sudo nano hello.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
    printk("Hello world!\n");
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    printk("Goodbye, hello world\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

* sudo nano Makefile

obj-m += hello.o

KERNEL=/lib/modules/`uname -r`/build

all:
	make -C $(KERNEL) M=$(shell pwd) modules V=1 ARCH=arm
clean:
	make -C $(KERNEL) M=$(shell pwd) clean
    

* 最後產生一個 .Ko 就代表成功了


### 載入模組

> sudo insmod hello.ko


* 刪除載入模組

> sudo rmmod hello.ko


## PC 編譯 Raspberry pi image

### 進行編譯之前，要先設定編譯的各種選項，這裏我們使用預設的編譯設定：

git clone https://github.com/raspberrypi/linux

cd linux

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcmrpi_defconfig  

### 載入預設的設定之後，可以再使用 menuconfig 來微調：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig


* 如上得知 kernel 版本 5.4.75

#### 進行編譯核心：

* 這裡的 -j8 是讓 make 可以同時執行 4 個 jobs，利用多核心的 CPU 來加速編譯，您可以依照您的 PC 的 CPU 核心數來調整這個值。

make -j8 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-

#### 編譯模組

make -j8 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules

#### 將編譯好的 Linux kernel 複製出來：

cp arch/arm/boot/Image ../kernel-new.img

#### 將modules install 至一個暫時的目錄中（../modules）：

make -j4 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- INSTALL_MOD_PATH=../modules modules_install

# 參考資料

* [Kernel building](https://www.raspberrypi.org/documentation/linux/kernel/building.md)

* [在PC交叉編譯](https://blog.gtwang.org/iot/raspberry-pi-compile-linux-kernel/)

* [自己動手編譯 Raspberry Pi 的 Kernel](https://coldnew.github.io/f5873b3f/)

* [編譯 Raspberry Pi 的 Linux 核心](https://blog.gtwang.org/iot/raspberry-pi-compile-linux-kernel/)

* [Raspberry pi kernel wiki](https://wiki.gentoo.org/wiki/Raspberry_Pi#WiFi)

* [讓你的 Raspberry Pi 透過 GPIO 閃爍 LED 燈](https://coldnew.github.io/f7349436/)