交叉编译Ubuntu Debian内核 for raspiberry 4B && 另一种开机自动连接wifi的方法

本文包括：

交叉编译树莓派ubuntu系统可使用的内核（debian package格式的可安装文件）
使用WPA_Supplicant连接wifi

1.1 情景重现：

树莓派开机，运行

复制代码

$ uname -r

结果显示是 5.15 版的内核。因此去Github下载了 5.4 版的内核源文件，想试验一下更新(切换？)内核。跟着官方教程 <The Linux kernel > 一步步往下做，还算顺利。直到这一步：

复制代码

$ sudo cp mnt/fat32/$KERNEL.img mnt/fat32/$KERNEL-backup.img
$ sudo cp arch/arm64/boot/Image mnt/fat32/$KERNEL.img

mnt/fat32 路径下运行下：

复制代码

$ ls -l -h | grep img

找出的像内核的玩意，也只有initrd.img 了。把它备份，然后将编译好的Image复制到 mnt/fat32/ 下，改名为kernel8.img(树莓派4B 64位内核的默认名字)。接下来照猫画虎，一步步完成。接着插卡，开机，就启动不了了。屏幕卡在 "Initramfs unpacking faild: invalid magic at start of compressed archive"。然后我在百度、谷歌、搜狗搜索了两天，了解了内核发展史上，使用过的各种压缩解压算法，比如lz4，gzip等等等。也尝试着在各种配置文件里，修改内核启动时的解压算法选项。啥用都没有。之后又郁闷了一个周日，为啥initrd.img 28M，我编译的内核才十几M？直到我灵光一闪，去搜索了initrd.img。原来这位根本就不是内核啊。可是 mnt/fat32/ 下，除了这位，找不到第二个像内核的啦。:-(

后来我才知道，原来ubuntu跟树莓派官方系统的内核文件结构是不同的。刷回树莓派系统，迫不及待的打开 mnt/fat32/ 查看，果然有kernel8.img。

但是如果就是想将ubunut 5.15版的内核改成5.4版，该怎么办？方法总结如下。

1.2. 编译树莓派ubuntu系统可使用的内核（debian package格式的可安装文件）

参考网页：編譯 Raspberry Pi 4 的 Kernel Image (十分感谢这篇博客，因为基本上没找到其它有用的资料。其它为数不多涉及到该主题的内容，也大多是些论坛内零零散散的回答。）

复制代码

#1 准备编译环境

$ sudo apt update

# 创建编译linux所需要的环境

$ sudo apt build-dep linux 

# 上边那步做的还不够，还需要安装这些软件

$ sudo apt install build-essential libncurses-dev linux-tools-common fakeroot


# man apt-get 对build-dep的解释
# build-dep
#           build-dep causes apt-get to install/remove packages in an attempt
#           to satisfy the build dependencies for a source package. By default
#           the dependencies are satisfied to build the package natively. If
#           desired a host-architecture can be specified with the
#           --host-architecture option instead.


#2. 安装交叉编译器

$ sudo apt install crossbuild-essential-arm64

#3. 下载内核源文件
#一般下载ubuntu官方组织提供的版本。虽然原博客提供了直接编译mainline内核的方法，但麻烦很多。
#所谓mainline版本就是在 kernel.org 发布的版本。

$ mkdir ~/kbuild
$ cd ~/kbuild
$ git clone --depth=1 git://git.launchpad.net/~ubuntu-kernel/ubuntu/+source/linux-raspi/+git/focal

#4. 交叉编译

# 所需环境变量
$ export CC=aarch64-linux-gnu-gcc
$ export $(dpkg-architecture -aarm64)
$ export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

$ fakeroot debian/rules clean
$ fakeroot debian/rules binary-headers binary binary-perarch

# fakeroot 和 debian/rules 的简单解释
# fakeroot:
#    Gives a fake root environment, to remove the need to become root for a package build.

#debian/rules:
#    The debian/rules script is the executable script to build the Debian package.

#5. 安装内核
#生成的几个.deb在顶层目录，即～/kbuild下
#将它们复制到树莓派 /home/username 下，安装即可

复制代码

$ sudo dpkg -i *.deb
$ ync; sudo reboot

亲测可用。但是对于这种debian/rules的编译方法，如何编译外部模块(比如驱动)，我试验了好久都没有解决。因为用make编译外部模块时，会提示缺少配置文件(比如.config)。这些配置文件是直接通过make编译内核时，一定会有先配置好的。而用 debian/rules编译内核时，跳过了配置这一步(用了debian/rules的配置方法，当然其配置文件也存放在某个目录下，但不在源码根目录下)。因此，直接用make编译外部模块时，会找不到配置文件。而如何用debian/rules的方式编译外部模块，又找不到太多的相关资料，只知道个m-a(module-assistant,https://wiki.debian.org/ModuleAssistant)命令。虽然用ubuntu源代码build目录下的某个目录，替换源代码目录，可解决找不到配置文件的问题。但又会有其它问题。总之，现在还不会。

而换回树莓派官方系统后，很容易就配置成功了。因为树莓派一开始就是直接用make直接编译的。比如：

复制代码

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- Image modules dtbs

而编译前，它显示的配置了内核：

复制代码

cd linux
KERNEL=kernel8
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- bcm2711_defconfig

2.1 情景重现：

树莓派官方系统，用systemctl设置开机自动连接wifi后，会出现启动死循环。即启动失败，掉电，又加电，又启动失败。如此循环，一直不知道为啥。后来在树莓派的ubuntu系统上，测试systemctl start testwifi.service时(blog1里有介绍)，一start就关机。一enable就进入启动死循环。当我把服务所执行的脚本 test.sh 的命令减少到只有一条 nmcli dev wifi connect "myssid" password "mypassword" 时，情况还是如此。我就知道nmcli靠不住了。

2.2 WPA_Supplicant连接wpa2网络

参考网页：Using WPA_Supplicant to Connect to WPA2 Wi-fi from Terminal on Ubuntu 16.04 Server

复制代码

#1 确保无线网卡可用(一般可以跳过)
# 因为各国家/地方的法律问题等，无线网卡的初始状态可能是被锁定
$ sudo apt install rfkill
# 检查无线网卡状态
$ rfkill list
# 如果无线网卡被锁住，解锁
$ rfkill unblock wifi

#2 如果系统有NetworkManager服务，关闭它
# 可先查看下，当前系统有无此服务
$ sudo systemctl status NetworkManager
# 有则关闭
$ sudo systemctl stop NetworkManager
$ sudo systemctl disable NetworkManager

#3 查看无线网卡
# 一般叫wlan0，此时ACCESS POINT状态为 not associated
$ iwconfig
# 打开网卡
$ sudo ifconfig wlan0 up
# 搜一下，要连接的wifi能不能搜到
sudo iwlist wlan0 scan | grep your-ESSID

#4 使用wpa_supplicant连接网络
# 生成配置文件，同时文件里的密码会被加密
$ wpa_passphrase your-ESSID your-passphrase | sudo tee /etc/wpa_supplicant.conf
# 连接wifi，这个-B是指在后台运行，所以一次iwconfig查不到连接状态，可以在稍等一会。
sudo wpa_supplicant -B -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlan0
#查看无线网卡，此时ACCESS POINT状态为所连接的wifi
iwconfig
#此时还没有分配ip
$ sudo dhclient wlan0
#查看无线网卡，此时应该有ip了，且可以上网了。ping baidu.com能通
iwconfig
#发布ip
#-r
#Tell dhclient to release the current lease it has from the server. This 
#is not required by the DHCP protocol, but some ISPs require their 
#clients to notify the server if they wish to release an assigned IP address.
$ sudo dhclient wlan0 -r