Kernel Building for Raspberry pi (ARM CPU)

1. [進階] 安裝 Raspberry Pi 的 Toolchain
2. [進階] 編譯 Raspberry Pi 的核心 OR KERNEL BUILDING : DOCUMENTATION > LINUX > KERNEL > BUILDING

raspberrypi-tools 是 32bits 的，所以在 debian wheezy amd64 要裝上 32bits 的程式庫。
$ sudo apt-get install libc6-i386 lib32stdc++6 lib32z1

裝好後，試試看指令能不能執行
$ arm-linux-gnueabihf-gcc
arm-linux-gnueabihf-gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

這樣 no input files 就是正常可執行的狀況

-bash: /opt/cross/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc: No such file or directory

若出現 No such file or directory 則應該是 32bits 程式庫沒裝好，再用 ldd 檢查一下。

armel和armhf區別選擇

source : armel和armhf區別選擇

出於低功耗、封裝限制等種種原因，之前的一些ARM架構處理器因為內部資源寶貴，加入浮點運算單元是十分奢侈的，因為需要額外的軟件實現。隨著技術發展，目前高端的ARM處理器已經具備了硬件執行浮點操作的能力。這樣新舊兩種架構之間的差異，就產生了兩個不同的嵌入式應用程序二進制接口（EABI）——軟浮點與矢量浮點（VFP）。但是軟浮點（soft float）和硬浮點（hard float）之間有向前兼容卻沒有向後兼容的能力，也就是軟浮點的二進制接口（EABI）仍然可以用於當前的高端ARM處理器。

fpu單元

在ARM體系架構內核中，有些有浮點運算單元（fpu），有些沒有。對於沒有fpu內核，是不能使用armel和armhf的。在有fpu的情況下，就可以通過gcc的選項-mfloat-abi來指定使用哪種，有如下三種值：

• soft：不用​fpu計算，即使有fpu浮點運算單元也不用。
• armel：也即softfp，用fpu計算，但是傳參數用普通寄存器傳，這樣中斷的時候，只需要保存普通寄存器，中斷負荷小，但是參數需要轉換成浮點的再計算。
• armhf：也即hard，用fpu計算，傳參數用fpu中的浮點寄存器傳，省去了轉換性能最好，但是中斷負荷高。

kernel、rootfs和app編譯的時候，指定的必須保持一致才行。

使用softfp模式，會存在不必要的浮點到整數、整數到浮點的轉換。而使用hard模式，在每次浮點相關函數調用時，平均能節省20個CPU週期。對ARM這樣每個週期都很重要的體系結構來說，這樣的提升無疑是巨大的。

在完全不改變源碼和配置的情況下，在一些應用程序上，雖然armhf比armel硬件要求（確切的是指fpu硬件）高一點，但是armhf能得到20-25%的性能提升。對一些嚴重依賴於浮點運算的程序，更是可以達到300%的性能提升。

armel與armhf

之前EABI中，armel（低端ARM硬件，支持armv4以上版本），在執行浮點運算之前，浮點參數必須首先通過整數寄存器，然後傳遞到浮點運算單元。新的EABI ，也就是armhf，通過直接傳遞參數到浮點寄存器優化了浮點運算的調用約定。

相比我們熟悉的armel，armhf代表了另一種不兼容的二進制標準。在一些社區的支持下，armhf目前已經得到了很大的發展。像Ubuntu，已經計畫在之後的發行版中放棄armel，轉而支持armhf編譯的版本。正如目前依然很火熱的Raspberry Pi（ARM11），由於ubuntu只支持armv7架構的編譯，Raspberry Pi將不能直接安裝ubuntu系統。而BB Black（Cortex-A8）和Cubietruct（Cortex-A7）則同時支持ubuntu的armel與armhf的編譯。

安裝armel和armhf

以上就是armel與armhf的比較。相信大家也應該有個大概的瞭解了。在Ubuntu系統下，如何根據需求分別實現兩種交叉編譯器的安裝呢？

arm-linux-gnueabi的安裝 (debian synaptic supported)

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi

按操作下載即可，沒啥好說的。

 arm-linux-gnueabihf的安裝 (debian synaptic supported)

兩種方法，

1. linaro開源組織有相關的交叉工具鏈下載，點擊進入網頁選擇下載即可，地址：https://launchpad.net/linaro-toolchain-binaries。
2. 到本站工具鏈頁面下載，地址：http://www.veryarm.com/arm-linux-gnueabihf-gcc。

然後就是解壓到自定義目錄中，並添加bin環境變量。

armhf 使用

armhf的開啟需要硬件的支持，在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮點處理器。

在gcc的編譯參數上，使用-mfloat-abi=hard -mfpu=vfp即可。

在工具上，CodeSourcery最早支持hard模式。或者，也可已自己編譯工具鏈。

樹莓派的GPIO接口輸出電流限制

樹莓派提供了一個連接頭讓我們訪問CPU的17個GPIO接口，如下圖



這些接口可配置成輸入或輸出。本文主要討論GPIO引腳作為輸出時電流的限制。

阻抗 (impendance)
阻抗和和電阻的區別（resistance）在於電阻的阻值是固定的，不會隨著電流變化，阻抗則不然，可能隨著外部變化，如電流或頻率變化。從另一個角度來說，電阻是線性的，但阻抗不是。比如放大器的阻抗會隨著輸出的信號頻率變化。

樹莓派的的每個GPIO引腳都有一個寄存器可以設置引腳的驅動強度，也就是在保持輸出電壓為邏輯0和1的情況下，可以改變阻抗的大小從而改變GPIO引腳的輸出電流大小。

通過如下電路測量相同電流下不同阻抗對應的GPIO電壓輸出（其中用到了一個電位器調節電流保持恆定）：



通過計算後，下表是當輸出電流為2，4 … 16mA時，對應的阻抗大小以及如果發生短路時的短路電流大小。



可以看出短路電流都是超過16mA的。

一個發光二極管壓降約為1.5~2.0v，工作電流為3~10v

GPIO引腳的電流是通過板上的3.3V電壓調整器輸出的，樹莓派是按平均每個引腳3mA來設計的，所以總的電流不能超過17 * 3 = 51mA。

結論 :

需要注意的是Raspberry Pi 的GPIO :
 1.有電流輸出的限制；每個接腳輸出最大為16mA，全部接腳同時最大輸出為51mA，所以通常會透過電流放大電路來驅動裝置, 不要直接驅動負載。
 2.GPIO為3.3V準位加上沒有保護電路；千萬不要輸入5V電壓到接腳上，保護電路部分通常做法是接一個暫存器 (Register)或緩衝器(Buffer)來做緩衝。
 3.GPIO不是即插即用的介面；除了要非常小心避免電路接錯外，在開啟Raspberry Pi 電源情況下不要隨意增加或修改電路。

NOT BOOTING?!

碰到開機問題, 請首先仔細看一遍 "NOT BOOTING?! Read THIS BOOT PROBLEM STICKY (also for PI2B)".
而我的問題比較偏向 SD Crad controller 搭配問題, 類似:

1) Pi 2 is much more picky than B+ when it comes to memory cards and throws mmcblk0 errors randomly when rebooting #372
2) SDCard corruption on RPI2 #397.

Setup Raspberry’s wireless network and assign a static IP address in Raspbian

參考文件:
1. paulv's comment in /etc/network/interfaces changed,weird 2 LAN IPs instead of 1
2. Setting a static IP on Raspberry Pi on Raspbian 20150505

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Setup wireless network:
NEVER modify /etc/network/interfaces again.

add theses codes to /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
network={
    ssid="SSID"
    psk="Your_wifi_password"
}


Set static IP address for an interface:
NEVER modify /etc/network/interfaces again.

Add these to /etc/dhcpcd.conf

interface eth0
static ip_address=192.168.0.200/24
static routers=192.168.0.1
static domain_name_servers=192.168.0.1

Replace eth0 and the addresses as what you want.

Fixing Raspberrypi’s WiFi Dropout Issues on EDUP EP-N8508GS

If you find your wifi 'drops out' from time to time, you can fix it by following procedures:

Create and edit a new file in /etc/modprobe.d/8192cu.conf

sudo vi /etc/modprobe.d/8192cu.conf
# Disable power saving (recommended)
options 8192cu rtw_power_mgnt=0 rtw_enusbss=0

Then reboot with sudo reboot. 結果反應在 /sys/module/8192cu/parameters/…

For details, please check "A Brief Introduction to RTL8192C driver Power Saving"

# In associated idle
rtw_power_mgnt=0|1|2
0 == disable power saving
1 == power saving on, minPS
2 == power saving on, maxPS

rtw_enusbss=0|1
0 == disable auto suspend
1 == enable auto suspend

rtw_hwpwrp_detect=0|1
0 == disable HW power pin detection
1 == enable HW power pin detection

# Under unassociated idle state
rtw_ips_mode=0|1
0 == low power, IPS_NORMAL
1 == higher power, IPS_LEVEL2

The conventional wisdom, because we're running our RPis as server systems not clients, is to set rtw_power_mgnt=0 and rtw_enusbss=0 to prevent the dongle going into power saving and to ignore the other two parms because they don't make any difference. If the server goes into power saving we'd need a process to wake it up. That's different from a client system where interaction from a keyboard user will trigger a request to wake up and associate the dongle.