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？

セルフビルドの良いところは、ビルド後の運用が素早いという点と、クロス環境（Linuxマシン）を用意する必要がない点です。 最初のビルド時間は長いですが、その後は差分のみですので、短ければ１～２分のビルド時間、５分程度のサイクルで再起動から検証できたりします。

CPUは熱くなるのでこのようにヒートシンクを付けたほうが良いです。電源アダプタやケーブルも気をつけましょう。 最大で2A食うようです。

　

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。

　

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。

※ rpi-source --skip-gcc  として gccバージョンチェックをスキップする方法もあるようです。 実際に試したところ gcc バージョンが違っていても大丈夫でした。

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/  （ --skip-gcc を付けるとgccバージョン無視）

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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