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[操作系统]Raspberry PI 2上的802.11ac网卡驱动编译


最近在树莓派2上折腾视频,用来做FPV,但是发现2.4G的控会严重干扰2.4G WIFI,在开控的时候我的台式机+外置USB网卡都频频掉线。考虑了一下,5.8G的频段虽然相对2.4G穿透能力更低,但是现阶段5.8G更干净,并且5.8G与2.4G没有倍频关系,不容易互相干扰(1.2G的图传就会干扰2.4G的控)。

于是去买了个支持双频11AC的网卡,拿到之后直接插上Pi2,果然——不认,lsusb查了下这个网卡还比较新,用的是RTL8811芯片,官网上提供了Linux下的驱动,和GitHub上的比较了一下还算比较新。仔细看了下驱动包发现里面没有RTL8811的驱动,对比Github上的源码Makefile,认定应该是用RTL8821A的驱动就可以。

首先在PC上实验一下,解压驱动包,安装脚本加上执行权限chmod +x install.sh,然后./install.sh(需要配好内核代码和编译环境),就可以了,至少这个驱动是可以用的。

进一步在树莓派上编译内核驱动,首先是要获取树莓派Linux内核源码。树莓派的Linux内核是定制的,源码发布在https://github.com/raspberrypi/linux 。从GitHub上不一定可以找到原装镜像的源码版本,如果源码版本和运行的镜像内核版本不对应,编译出来的内核模块就无法插入。为了减少不必要的麻烦,最好直接编译一份最新的内核来使用,我是直接在树莓派上做的内核编译,至少需要4个小时。为了节约时间,经常编译的话可以在PC上搭建交叉编译环境,这里就不展开说了。

准备内核编译环境和源码,当前的镜像(官方镜像:2015-09-24-raspbian-jessie.zip)中已经包含了大部分编译环境:

sudo apt-get bc #内核编译环境需求:高精度计算语言git clone https://github.com/raspberrypi/linux.git #假设源码在/home/pi/linuxcd /lib/modulesmkdir 4.1.y #先随便建立一个目录,有可能需要sudo,酌情添加,以下不再提示
cd 4.1.y
ln -s /home/pi/linux build
ln -s /home/pi/linux source

接下来要获取现在运行内核的内核配置,make的时候就可以根据这个现成配置自动编译(不需要手工去指定各项配置,解除了一件很繁重的工作)。由于最新树莓派内核已经把configs作为一个模块编译,所以需要先加载:

sudo modprobe configs
cd /home/pi/linux
zcat /proc/config.gz > .config #得到内核配置文件
make #开始编译内核

执行make之后,需要回答几个问题(因为老版本内核配置没有包含新版本的某些设置),这里我全部按m编译为模块,以便以后需要的时候可以modprobe加载。

编译开始之后就需要好几个小时等待内核编译完成,如果用SSH等网络方式登陆到树莓派上,很容易掉线导致编译停止,最好直接用串口或者screen等方式启动make。

在Pi2上如果想快一点可以用make -j4,使用4核编译。

内核编译完成后需要继续编译module,这一步比较快:

make modulessudo make modules_installsudo cp arch/arm/boot/Image /boot/kernel-4.1.y.img #将新编译的内核拷贝到/boot

接下来需要配置树莓派使用新内核启动,编辑/boot/config.txt,追加一行:

kernel=/boot/kernel-4.1.y.img

保存退出之后,用sudo reboot重启即可,启动完成之后/lib/modules下面会多一个以当前内核版本命名的目录,这个目录名字和uname -r获取的结果是一致的。cd进去看看,如果没有build和source就像前面一样,把Linux内核源码链接过来。

终于可以开始编译内核驱动了。由于驱动没有提供树莓派的编译选项,需要手工修改Makefile,就不再执行./install.sh脚本,而是手工调用make:

sudo apt-get install unrarcd /home/pi #假设驱动包在/home/pi
unrar x 8811linux.rar
cd 8811linux/driver/rtl8821AU_linux_v4.3.14_13455.20150212_BTCOEX20150128-51 #具体路径根据版本调整
vim Makefile

在Makefile中确认CONFIG_RTL8821A = y存在,然后搜索CONFIG_PLATFORM_I386_PC将其设为n,并添加一行CONFIG_PLATFORM_ARM_RPI = y。

继续搜索CONFIG_PLATFORM_I386_PC的处理代码块,在其后面添加以下处理脚本:

ifeq ($(CONFIG_PLATFORM_ARM_RPI), y)EXTRA_CFLAGS += -DCONFIG_LITTLE_ENDIANARCH := armCROSS_COMPILE :=KVER := $(shell uname -r)KSRC := /lib/modules/$(KVER)/buildMODDESTDIR := /lib/modules/$(KVER)/kernel/drivers/net/wireless/endif

保存退出,到现在准备活动终于完成,可以开始编译驱动:

makesudo make installsudo insmod 8821au.ko

以上是正常编译Linux内核模块的步骤,同样make的时候可以加上-j4参数。

实际上在树莓派上编译的时候有两个坑。首先是编译的时候会报错:

-Werror=date-time/macro “__DATE__” might prevent reproducible builds

解决这个错误只需要在Makefile中查找EXTRA_CFLAGS,并添加一行EXTRA_CFLAGS += -Wno-error=date-time即可。

其次,我这个版本的驱动引用了strnicmp函数,但是目前的树莓派Linux内核源码(4.1.17)并没有定义这个函数,不过定义了strncasecmp,功能是相同的。grep驱动代码找到所有的strnicmp替换为strncasecmp即可。

顺利的话insmod之后网卡会亮起来,可以用dmesg和iwconfig进行确认。

最后修改/etc/network/interfaces添加WIFI配置就可以上网了:

allow-hotplug wlan0iface wlan0 inet dhcpwpa-ssid <YOUR-ACCESS-POINT-SSID>wpa-psk <YOUR-ACCESS-POINT-PASSKEY>

测试了一下5.8G的网络确实干扰少很多,但穿墙效果不行。由于FPV是在空中,较少有阻隔,问题也不大就是了。

另外研究了一下这个网卡是50mW发射功率的,比起正常图传来说小了很多,用来前期做实验折腾是不错的,后期需要增程的话可以换大功率网卡或者加装双向WIFI功放。