[メモ] Raspberry Pi 3向けの 64bitカーネルをビルドして、使用する

aarch64

pi@raspberrypi:~ $ uname -a
Linux raspberrypi 4.8.16-v8+ #1 SMP Mon Jan 9 20:57:18 UTC 2017 aarch64 GNU/Linux
pi@raspberrypi:~ $ file ./HelloWorld 
./HelloWorld: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, for GNU/Linux 3.7.0, BuildID[sha1]=cb2cbdf1627b656a29c5acf3edda2dcdf0afbc7b, not stripped
pi@raspberrypi:~ $ ./HelloWorld 
Hello World!

概要

• 参考: Build a 64-bit Kernel for your Raspberry Pi 3
• RPi3用の64bitカーネルをクロスビルドして、Raspbian(32bit!)で使用する.
• 利点? 64bit キブン を味わえる??

環境

• Windows 10
  • Vagrant + VirtualBox
    =>参考: [メモ] Windowsで、Virtualbox+Vagrant(ヴェイグラント)環境
• Raspberry Pi 3 model B
  • 2016-11-25-raspbian.img
• 何度もチャレンジしそうな場合は、aptキャッシュサーバを導入しておくと良い、かと。
  =>[メモ] aptのキャッシュサーバ(apt-cacher-ng)

手順

64bitカーネルのビルド

1. Vagrantfile

   Vagrantfile

   # Vagrantfile
   # 
   
   VM_MEMORY=1024
   VM_CORES=2
   
   Vagrant.configure("2") do |config|
       config.vm.box = "ubuntu/xenial64"
       config.vm.network "forwarded_port", guest: 22, host: 22
       # config.vm.network "public_network", bridge: 'Intel(R) Ethernet Connection I217-LM'
   
       config.vm.provider "virtualbox" do |vb|
           #   vb.gui = true
           vb.name = "Build aarch64 kernel for RPi3"
           vb.memory = VM_MEMORY
           vb.cpus = VM_CORES
       end
   
       config.vm.provision "shell", inline: <<-SHELL
           echo `cat /proc/uptime | cut -f 1 -d ' '`  apt update
           # # apt cache server 
           # echo 'Acquire::http::Proxy "http://apt-cache-server:3142";' | sudo tee /etc/apt/apt.conf.d/02proxy
           apt-get -q update -q
           echo `cat /proc/uptime | cut -f 1 -d ' '` apt install
           apt-get -q install -q -y bc build-essential gcc-aarch64-linux-gnu git unzip libncurses5-dev 
           apt-get -q -y autoremove -q
           apt-get -q -y clean -q
           cd /home/ubuntu/
           echo `cat /proc/uptime | cut -f 1 -d ' '` Preparing: raspberrypi/linux
           if [ -d linux/kernel ] ; then cd linux ; git pull ; cd .. ; else git clone --depth=1 -b rpi-4.8.y https://github.com/raspberrypi/linux.git ; fi
           chown ubuntu.ubuntu -R linux
           echo `cat /proc/uptime | cut -f 1 -d ' '` Done
       SHELL
   end
   

2. vagrant up

3. vagrant ssh

4. Build

   ↓こぴぺ

   cd $HOME/linux
   #
   make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- bcmrpi3_defconfig
   time make -j 4 ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
   #
   WORK_DIR=$HOME/work
   DEST_DIST=/vagrant
   cd $HOME/linux
   mkdir -p ${WORK_DIR}/boot
   cp arch/arm64/boot/Image ${WORK_DIR}/boot/kernel8.img 
   cp arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2710-rpi-3-b.dtb ${WORK_DIR}/boot/
   make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu INSTALL_MOD_PATH=${WORK_DIR} modules_install
   #
   cd ${WORK_DIR}
   rm -fv ${DEST_DIST}/RPi_aarch64.tbz
   tar jcvf ${DEST_DIST}/RPi_aarch64.tbz *
   #
   cd ..
   rm -rf ${WORK_DIR}
   ls -l ${DEST_DIST}/RPi_aarch64.tbz
   #
   

   => RPi_aarch64.tbzができる。

RPi3実機にて

1. Raspbianを焼く
   • ssh: bootパーティションに sshというファイルを作成
   • RPi_aarch64.tbz をbootパーティションにコピー (42MBくらいフリーで、tbzは17.2MBくらいだから大丈夫かと)
2. Raspbianで、起動.

3. 解凍、コピー、config.txt編集

   ↓コピペ

   uname -a ; mkdir work ; cd work ; tar xf /boot/RPi_aarch64.tbz ; sudo cp -rv * / ; echo "kernel=kernel8.img" | sudo tee -a /boot/config.txt ; sync
   #
   

4. 再起動
   sudo reboot

その他

64bit版 Hello World!実行.

カーネルをビルドしたPCにて

ubuntu@ubuntu-xenial:~$ cat HelloWorld.c
#include <stdio.h>

int main(int ac, char *av[])
{
    printf("Hello World!\n");
    return 0;
}

ubuntu@ubuntu-xenial:~$ # aarch64のgccにてビルド.
ubuntu@ubuntu-xenial:~$ aarch64-linux-gnu-gcc HelloWorld.c -o HelloWorld -static
ubuntu@ubuntu-xenial:~$ # scpにて転送
ubuntu@ubuntu-xenial:~$ scp HelloWorld pi@10.10.6.175:/home/pi
pi@10.10.6.175's password:
HelloWorld                                    100%  605KB 604.9KB/s   00:00
ubuntu@ubuntu-xenial:~$

RPi3にて.

pi@raspberrypi:~ $ file ./HelloWorld 
./HelloWorld: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, for GNU/Linux 3.7.0, BuildID[sha1]=cb2cbdf1627b656a29c5acf3edda2dcdf0afbc7b, not stripped
pi@raspberrypi:~ $ ./HelloWorld 
Hello World!