使用WSL編譯及建構適用於RPi 4B的kernel

本文基本上是參考這篇文章^[1]的步驟，並再進一步提供一些會踩到的雷的解法。

版本環境：

• Windows 10
• WSL Ubuntu 22.04.3 LTS
• Raspberry Pi 4B 8GB

Windows Subsystem for Linux安裝

1. 開啟Terminal，輸入以下指令以安裝WSL

   wsl --install

   將自動安裝Ubuntu及建立VM。

2. 進入Ubuntu更新套件：

   sudo apt update

Cross Compilation on WSL

環境安裝

1. 安裝必要套件

   sudo apt install build-essential libncurses-dev linux-tools-common git-lfs

2. 安裝linux編譯器

   • 編輯apt來源

     *注意須返回根目錄

     sudo vi /etc/apt/sources.list

   • 取消註解第4行，並保存退出(:wq)

     # See http://help.ubuntu.com/community/UpgradeNotes for how to upgrade to
     # newer versions of the distribution.
     deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ jammy main restricted
     deb-src http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ jammy main restricted # <---

   • 更新套件

     sudo apt update

   • 安裝linux編譯器

     *如果沒有做前述步驟則會有"E: You must put some 'deb-src' URIs in your sources.list"錯誤

     sudo apt build-dep linux

Cross Compiler安裝

1. build套件安裝

   sudo apt install crossbuild-essential-arm64

2. toolchain安裝

   • 下載toolchain-arm

     sudo git clone https://github.com/DLTcollab/toolchain-arm

   • 解壓縮所需版本

     cd toolchain-arm
     ls #查看檔案版本
     sudo tar -xvJf gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-aarch64-none-linux-gnu.tar.xz

   • 在~/.bashrc加入路徑

     vi ~/.bashrc

     *[username]請自行對應自己的Ubuntu user名稱

     #加在最後一行
     export PATH=$PATH:/home/[username]/toolchain-arm/gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin

Compile & Build Mainline Kernel

1. 建立目錄

   mkdir ~/kernelbuild
   cd ~/kernelbuild

2. 安裝及解壓縮

   wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v6.x/linux-6.11.1.tar.xz
   tar -xvJf linux-6.11.1.tar.xz
   cd linux-6.11.1/

3. 執行compilation & build

   • 清除並建立乾淨環境

     make distclean

   • 建立設定檔

     make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu- defconfig

   • 套用設定檔

     sed -i 's/CONFIG_LOCALVERSION_AUTO=y/CONFIG_LOCALVERSION_AUTO=n/' .config

   • 編譯及建置

     make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-none-linux-gnu- LOCALVERSION="-cfs-raspi" -j$(nproc) bindeb-pkg

     *如果是使用linux-6.3前的版本，可用deb-pkg。如果是較新版本(如本文採用6.11.1)，請改用bindeb-pkg，理由^[2]。

     *時間參考：CPU i7-7700、RAM約4.2GB，耗時約45分鐘。

     最終檔案會儲存在上層目錄(~/kernelbuild)。

在RPi 4B上安裝kernel

1. 將*.deb檔轉移到rpi，有以下幾種轉移方式：

   • SSH

   # At WSL
   scp *.deb [username]@[hostname]:/home/[username]/

   • TTL-to-USB(ex. Zmodem)

   • USB隨身碟

     • Copy from WSL to mounted drive

       #At WSL
       scp *.deb /mnt/c/Users/[username]/Downloads

     • Move your files to USB drive

     • Mount USB on RPi

       # At RPi
       sudo mkdir /mnt/usb
       sudo mount /dev/sda1 /mnt/usb

2. 安裝deb檔

   #路徑位置請自行指定前一步驟轉移位置
   sudo dpkg -i /path/to/*.deb

3. 檢查新kernel安裝是否成功

   如果以下兩種版本檢查方式可以找到新的安裝版本名稱，代表已安裝完成。

   uname -r

   ls /boot

參考

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1. Chun-Hung Tseng(2021, Sep 14). 編譯 Raspberry Pi 4 的 Kernel Image. (n.d.). HackMD. Retrieved October 3, 2024, from link ↩︎

2. kbuild: use git-archive for source package creation - kernel/git/torvalds/linux.git - Linux kernel source tree. (2023, March 16). Kernel.Org. Retrieved October 3, 2024, from link ↩︎