QuaStation-Kernel-BPi

Banana Pi W2 向けの BSP (Board Support Package) 版 Linux カーネル 、BPI-W2-bsp の v1.1 をベースに、Qua Station 向けの様々な改良を行った Linux カーネルです。

Linux カーネルのバージョンは 4.9.119 ですが、mainline のカーネルと比較すると、Realtek SoC 向けの大幅なカスタマイズ（ Realtek SoC 固有のドライバやデバイスツリーの追加など）が行われています。

既知の問題

• USB 3.0 ポートに接続した USB メモリが USB 2.0 (480Mbps) として認識される。
  • QuaStation-Kernel (実機に搭載されているものに近い 4.1.17 カーネル) では、正常に 5Gbps の USB 3.0 ポートとして認識されることを確認しています。
  • lsusb -tv や起動時のログを見る限りは USB 2.0 で接続されてしまっているように見えますが、実際にどちらで接続されているのかは分かりません。
  • せっかく USB 3.0 ポートなのに USB 2.0 接続されてしまっているのはなんとかしたいところですが、今の所原因は特定できていません。
  • 2022/11/06 追記: @mt999a さんから頂いた報告 で、デバイスツリー上の一部の記述を変更することで USB 3.0 が利用できるようになることがわかりました！
    • 何ヶ月も Qua Station を触っていないため私の方での確認はできていませんが、Qua Station で USB 3.0 を使ってみたい方は @mt999a さんの こちら のフォークを試してみると良いかもしれません。
• 通常通りシャットダウンすると、一見完全に電源が切れたように見えるものの、数十秒後にカーネルパニックが発生する。
  • エラーメッセージに Attempted to kill init! とあることから、シャットダウンプロセスは完了したものの、ボードの電源を切れていないことが考えられます。
  • Android 実機の Qua Station では、eMMC 内の U-Boot の環境変数領域にある PowerStatus フラグを off に書き換えた後に「再起動」する挙動になっているあたり、Qua Station はボード自体の電源オフには対応していないのかもしれません。
  • Qua Station の eMMC に内蔵されている U-Boot は Qua Station 向けにカスタマイズされており、環境変数の PowerStatus フラグ (環境変数は env print で確認できる) が off になっている場合はブート処理を行わず、PowerStatus が on になるまで待機するようになっています。
  • QuaStation-Ubuntu で生成できる Ubuntu の rootfs では、起動時に U-Boot の環境変数データが格納されている eMMC 上のアドレスを割り出して /etc/fw_env.config に書き出すように調整しています。
    • POWER ボタンを3秒以上長押しすると、fw_setenv コマンドで PowerStatus フラグを off に書き換えてから再起動されるように設定しています。
    • こうすることで、実機同様に「シャットダウン」することができるようになりました。

カーネルのビルド

事前に Docker が使える環境であることが前提です。

これらのコード群は GCC 9 系以下向けに書かれているため、GCC 10 以降がインストールされている環境では一部のビルドに失敗します。
こうした環境依存の問題を回避するため、Docker コンテナ上でビルドを行っています。
なお、Docker コンテナには GCC 7 系がインストールされています。

git clone https://github.com/tsukumijima/QuaStation-Kernel-BPi.git
cd QuaStation-Kernel-BPi

QuaStation-Kernel-BPi を clone します。

make docker-image

事前に、ビルドで使う Docker イメージをビルドしておきます。

make build

あとは make build を実行するだけで、全自動でカーネルのビルドが行われます。

PC のスペックにもよりますが、カーネルのビルドには少し時間がかかります。
Kernel build is completed. と表示されたら完了です！

make config で、カーネル構成 (.config) を調整できます。
既定で Qua Station 向けに最適化された defconfig が適用されています。基本的に調整する必要はありません。

make clean で、ビルドされた成果物（ビルドキャッシュなど）をすべて削除できます。
最初からすべてビルドし直したい際などに実行します。

成果物

ビルドが終わると、usbflash/ ディレクトリ以下に

• Linux カーネル (bootfs/uImage)
• Device Tree Blob (bootfs/QuaStation.dtb)
• Audio (AVCPU) ファームウェア (bootfs/bluecore.audio)
• カーネルモジュール (rootfs/usr/lib/modules/4.9.119-quastation/)
• カーネルヘッダー (rootfs/usr/src/linux-headers-4.9.119-quastation/)

がそれぞれ生成されています。

usbflash/rootfs/ 以下には、他にも Bluetooth のファームウェア (rtlbt) や OpenMAX ライブラリなどのビルド済みバイナリが配置されています。
各種 Linux ディストリビューションと一緒に USB メモリにコピーしてください。

その後、適切に U-Boot のコマンドを実行すれば、Qua Station 上で Linux が起動できるはずです。