回憶青春往事，編譯Raspberry Pi核心，讓WiFi網卡不要一閃一閃亮晶晶

我與Linux Kernel

我大概讀高中接觸RedHat Linux 6.0的年代，編譯Linux Kernel算是滿重要的技能，比如某個硬體沒有預設支援，就要編譯Kernel才能用。後來的Kernel支援module，其實大多的driver都會以modules的方式先弄好，而且RedHat這些package都弄得很好，幾乎是裝好就會動，也不大需要再手工編譯核心。而且現在的電腦記憶體只有多，自己編譯核心讓記憶體少個1MB，除非是做產品，不然毫無意義。多年過去，這項技能我也不再使用。

講完歷史，接下來聊一下為什麼又要自己編譯核心。我在兒子房間放了一片Raspberry Pi，上面插了WiFi USB，像下面這張圖(出處)。WiFI Dongle有個藍光會閃啊閃，兒子有時候晚上睡不著，會盯著他看。我在網路上查了很久，發現要搞定他的唯一手法是重新編譯RTL8192CU的驅動程式，看起來沒什麼好辦法，只好重拾手工技能。

一些步驟和心得

我無法把自己嘗試錯誤的心路歷程都寫下來，這樣會顯得我很笨（笑）。但是起碼這題，我可以整理一些步驟給自己和偶然經過這裡的人參考。

先抓一份Raspberry Pi Source Code

Raspberry Pi基金會其實有給一份怎麼build Kernel的文件。但是我想說，這邊其實會有個陷阱：比如我的kernel是4.4.27+，用他建議的命令抓到的source code是最新版，比我當前的4.4.27+還要更新。這點其實不會怎樣，如果您想要把整個Kernel重新build過，包括modules都自己來，這樣是沒問題的。但我不想整份Kernel都重來，我只想抓當前Kernel版本的RTL8192 driver小改一下，讓他不要一閃一閃亮晶晶，我真的不想動整份Kernel...

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

這邊聊一下Linux Kernel有囉嗦的地方，隨便拿個module還不能拿來用。我做完整個project大概發現有這些條件：

• Kernel版本要完全一樣
• Compiler版本要完全一樣 (比如最新版Kernel用gcc4.9，但我的RPi只有4.6...）
• ARM instruction set要完全一樣
• 其他奇怪的條件...

先在RPi3做實驗

使用Raspberry Pi這種大牌子的硬體，最大的好處是很多問題都有人解過了。上面那題其實已經有人解過，答案是rpi-source這個script，只要到他網頁照著跑安裝命令，再執行rpi-source就會給您一份當前kernel版本的source code。我先在新買的RPi3做實驗，很順利的取得source code。

然後照著這篇文章的說明修改RTL8192 driver。只是改改header file重新編譯，這一定超簡單的！

// linux/driver/net/wireless/rtl8192cu/include/autoconf.h

// #define CONFIG_LED           // <-- comment this line out to disable LED

#ifdef CONFIG_LED
    #define CONFIG_SW_LED
    #ifdef CONFIG_SW_LED
        //#define CONFIG_LED_HANDLED_BY_CMD_THREAD
    #endif

#endif // CONFIG_LED

我找到了這篇，有些步驟可以只編譯modules，加上本來RPi的文件。重要的步驟寫在下面

1. For RPI 1
   make bcmrpi_defconfig      (the file is located in arch/arm/config/)
   
   For RPI 2/3
   make bcm2709_defconfig    (the file is located in arch/arm/config/)
   
   這個步驟其實不會真的編譯kernel，只是幫你把RPI需要的Kernel options填到.config這個檔案給後面用
2. 然後要做點準備步驟，後面才可以編譯
   make prepare
   make modules_prepare
3. 第三步就是編譯
   make -j4 SUBDIRS=drivers/net/wireless/realtek/rtl8192cu/modules
4. 如果一切順利，就可以取貨以及覆蓋本來的driver。當然可以直接覆蓋，優雅一點是把原本的備份下來，或著建個symbolic link之類的
   貨：drivers/net/wireless/realtek/rtl8192cu/8192cu.ko
   本來的driver：/lib/modules/4.4.27-v7+/kernel/drivers/net/wireless/realtek/rtl8192cu/8192cu.ko
   
   
5. 在RPi上頭插上USB dongle，使用lsmod/ rmmod/ insmod載入新舊版本的driver，並且觀察是否ifconfig有出現wlan1這個介面。

事情很順利，很快我的RPi3插上USB dongle就不會一閃一閃亮晶晶，我也覺得這題也不過就這樣而已。到了RPi 1一定也輕鬆解決。

RPi 1的苦難

先回答一題更基本的問題：為什麼不直接把RPi3拿去兒子房間？是這樣的，因為還有一些service移植不過去，而且會動的東西不要動它其實永遠比較好...

前面我列出Linux Kernel module囉嗦之處，其實是在這裡感受到的，這邊簡單列一下

1. 在RPi1呼叫rpi-source確實可以拿到kernel source code，但是他抱怨我的gcc版本太舊(v4.6)。還好他可以用--skip-gcc硬抓一份source code回來。
2. 照上面的步驟做，想說放到安裝目錄作完收工。結果因為gcc版本不一樣（人家用v4.9），開機不會動，沒網路。
3. 該死，我是遠端作業，兒子還在裡面睡覺沒辦法拿出來修。
4. 隔天拿出來看開機畫面，是kernel panic，還沒有safe mode能用。還好SD卡拿到RPi3能讀，把driver還原就回復正常。
5. 試著在RPi3上面build，不知道為什麼用的是ARMv7指令（但是我要ARMv6）
6. 把整份source code拷貝到RPi3，整個重做，還是不會動。使用modinfo看新舊版本的driver，發現我編出來的少了底下兩列
   
7. 其實已經快絕望了，因為我不只測上面幾個步驟。最後我決定整份kernel重build，命令如下。這次弄出來的driver總算上圖兩行都有了，也會動了！
   make -j4 zImage modules

結語

寫到這裡，您可能會問，那幹嘛不一開始就build整份kernel？因為我用的RPi3內建的CPU只有Cortex-A53，雖然號稱4核，但是效能孱弱無比。編譯整份kernel大概要2hr，我是剛好出門，死馬當活馬醫剛好矇到。不然就要設定cross compile環境，這樣我可以用Intel Core-I5來弄就快得多。但是設定這些toolchain弄完頭髮都白了，還是別折騰了。

再呼應一開始講的，手工編譯核心這項技能大概已經在Linux Users失傳，現在只有Kernel開發者會用。回來玩一下，讓我想起17年前美好的時光，想起我的初戀女友（有關連嗎？），原來我唸高中是這麼久以前的事了。今天去合興車站等Kernel building，原來這裡是當年學長期末考睡過頭追火車的現場。

很多年後，偶爾手編Linux Kernel，回憶青春往事。