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2016年9月22日 (木)

秋の夜長の Raspberry Pi 3 カーネル・セルフ・ビルド

そんなわけで、RaspberryPi 3でカーネルをセルフビルドすると、何時間で終わるのでしょうか?

と、その前に、Pi 3 のCPUは4コアを100%負荷で使い続けると、かなり熱くなるのでヒートシンクを乗せたほうが安心です。 

放熱シリコーンを薄く塗ってのせました。 とくに固定はしていません。 

負荷変動が大きいので、電源にも気を使った方が良いです。 ケーブルは長さが短くて電流が沢山流せるもの(スマホのクイックチャージ用など?)が良いと思います。 

 

Pi3_self2  

以下はメモ書き。  

CPU温度表示 
cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp

CPU周波数表示
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq

 

 

では、早速準備しましょう。 

今回は、Raspbianを使っている Moode Audio R2.7を使いました。 なぜか最新版のVolumio 2 だと上手くいかなかったからです。 パッケージの依存関係が壊れぎみ? 

 

SDカードの領域を拡大

Moode Audio は WEB-UI からSDカードの領域を最大に広げられます。

Menu -> Configure から systemを選択して
「Expand SD Card storage」を yesに してSETボタンを押すと勝手に再起動します。

Pi3_self21  

それ以外のOSの場合はraspi-config、もしくは、fdisk でパーティション変更して再起動後に resize2fs します。

 

 

ビルド環境の準備

sudo apt-get update

sudo apt-get -y install ncurses-dev device-tree-compiler bc

Moode Audio の場合はこれだけでOKでした。 gccやmakeなどが入っていない環境の場合はそれらもインストールします。  

gccのバージョンを確認します。 カーネルをビルドしたgccバージョンを見るには

 

pi@moode:~ $ cat /proc/version
Linux version 4.4.19-v7+ (dc4@dc4-XPS13-9333) (gcc version 4.9.3 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-88-g8460611) ) #906 SMP Tue Aug 23 15:53:06 BST 2016

4.9.3 のようですね。

インストールされているgccのバージョンは

pi@moode:~ $ gcc -v
Using built-in specs.
・・・・・・・・略
gcc version 4.9.2 (Raspbian 4.9.2-10) 

4.9.2 ですね。  4.9.x なら問題ありません。 一致していない場合は、こちらのように一致させる作業が必要です。

 

 

カーネルソースのダウンロード

現在起動しているカーネルと同じバージョンのものを持ってきます。 なぜ最新版じゃないの? というのは、今回は、新しいものへの差し替えが目的ではないからです。

sudo wget https://raw.githubusercontent.com/notro/rpi-source/master/rpi-source -O /usr/bin/rpi-source

sudo chmod +x /usr/bin/rpi-source

sudo /usr/bin/rpi-source -q --tag-update

sudo rpi-source -d /home/pi/

カーネルソース一式が落ちてくるまで、しばらく待ちます。
以前は10~15分くらいだったのですが、昨日やってみたら1時間くらいかかりました。 ソースを置いているサーバーの応答に影響されているような気がします。 

 

 

カーネルビルド

いよいよ、カーネルのビルドです。 

最初にスーパーユーザーになっておきます。

sudo su

現在の起動中のKernel config情報を取得して、ビルドする.configへ反映します。

cd linux

modprobe configs

zcat /proc/config.gz > .config

make oldconfig

同じバージョンなので何も「yes/no」を求めてこないはずです。 カーネルソースの方が新しい場合は、追加になった項目をどうするか聞かれます。 

makeは カーネル本体とモジュールとを個別にビルドしてみました。 timeコマンドを使ってかかった時間も計測してみました。  SDカードの速度に影響されますが、 トータルで 2時間くらいですね。

-j4 オプションで4並列でビルドするより、 -j6 の6並列でビルドした方が若干速いようでした。 logを取らないともう少し速くなる可能性があると思います。 

 

====== zImge =======

time make -j6 zImage 2>&1 | tee make1.log

real    32m1.401s
user    99m49.730s
sys     4m31.880s

 

====== modules =======

time make -j6 modules 2>&1 | tee make2.log

real    75m41.928s
user    266m24.640s
sys     15m31.250s

 

====== dtbs =======

time make dtbs 2>&1 | tee make3.log

real    0m14.773s
user    0m3.870s
sys     0m2.000s

 

実は、sshを切断すると、ビルドしているプロセスも落ちてしまいます。 2時間もsshを接続するためにPCの電源も入れっぱなしが嫌だというひとは、nohup コマンドでバックグラウンド処理にすればOKです。 

nohup make -j6 zImage modules dtbs 2>&1 | tee make.log &

無事に終わったかどうかを確かめるには、LEDがチラチラしなくなった後、sshで接続して

cd linux

tail make.log

でどうでしょうか。 

 

 

インストールと起動

ビルドしたカーネルをインストールして起動してみましょう。 

モジュールのインストール

make modules_install

 

デバイスツリーオーバーレイのインストール

cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtbo /boot/overlays/

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

 

カーネルのインストール(念のため現在のカーネルをバックアップ)

mv /boot/kernel7.img /boot/kernel7-bakup.img

cp arch/arm/boot/zImage /boot/kernel7.img

 

再起動します

reboot

 

再起動後、カーネルを確かめてみましょう。 

pi@moode:~ $ uname -a

Linux moode 4.4.19-v7+ #1 SMP Wed Sep 21 11:00:36 EDT 2016 armv7l GNU/Linux

pi@moode:~ $ cat /proc/version

Linux version 4.4.19-v7+ (root@moode) (gcc version 4.9.2 (Raspbian 4.9.2-10) ) #1 SMP Wed Sep 21 11:00:36 EDT 2016

新しくなりましたね。

 

とはいっても、.configは今までと何も変えていないので、何も変化はないはずです。 

ココまでが序章です。 あくまでも、この方法で問題なく起動できるカーネルがビルドできるのかを確かめる作業でした。 

この後「Low-Latency」 カーネルや、352.8k / 384kHz対応のALSAドライバへの変更をやっていきましょう。 

 

つづきはまた後日。   

続きは、Low-Latency Kernelを通りこして Real Time Kernelまで行きました。 こちらからどうぞ。 

 

 

 

※ 参考にさせていただいたwebサイト様はこちらです。  とても有用な情報と思います。 

 

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