上野家のホームページ - 資料室 : PC/RaspberryPi/USBディスプレイを使うUSBディスプレイを使う

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USBディスプレイを使う
カーネルをビルドする場合
USBディスプレイの確認と設定

USBディスプレイを使う

DisplayLink社は，USBグラフィックアダブタを開発・販売していて，結構多くのUSB接続型ディスプレイ製品に組み込まれている。
センチュリー社のLCD-8000が，このアダプタが組み込まれているかは確証はないですが，おそらくそうだと思います。

そこで，DisplayLink社のアダプタをRaspberry Pi3とかで使用できるようにする方法です。

DisplayLinkのUSBグラフィックアダプタは，最近のRaspbianのカーネルでは最初からモジュールとしてビルドされているようだ。
古いRaspbianのカーネルでは，無効の状態でビルドされているのでそのままでは使用できない。

もしUSBディスプレイを指してカーネルがデバイスを認識しない場合は，RaspbianのカーネルをUSBグラフィックアダプタを有効にして，ビルドし直す必要がある。
この場合は，以下のカーネルをUSBディスプレイを有効にしてビルドする必要がある。
認識していれば，カーネルのビルドする必要はない。

カーネルをビルドする場合

カーネルのクロスコンパイル環境を用意する

Raspberry Pi3とかでセルフビルドすると時間が結構掛かるので，クロス・コンパイルをしてみる。
試しに，Windows10のWSLでのUbuntu 18.0.4上でクロスコンパイルしてみた。

WSLのUbuntuにログイン後，ビルドに必要ないろいろなツールをインストールする。

$ sudo apt install build-essential libncurses5-dev device-tree-compiler trace-cmd git bc gperf bison flex libtool autoconf automake

使わないものも入れておいた。

ARMプロセッサー用のToolchainをインストールする。

$ sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf

Raspbianで使用されているカーネルのソースコードを取得して，カーネルビルドするための設定を行う

まず，Raspbianのカーネルソースを取得します。

$ mkdir rpi
$ cd rpi
$ git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/linux -b rpi-4.9.y

標準のRaspberry Pi3の設定を.configにコピーして，設定メニューを表示してビルド・オプションを編集する。

$ cd linux
$ KERNEL=kernel7
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcm2709_defconfig
$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig

設定メニューが表示されたら，

Device Driversを選んでリターンを押す
Graphics Supportを選択する
Support for Framebuffer supportを選択する
Displaylink USB Framebuffer supportを選択して，スペースキーで有効化（M）する
Mで，モジュール化するように設定している。
Escキーを数回押して，最後に設定状態をファイルに保存して終了する

設定ファイルは，.configファイルに保存される。

カーネルをビルドする

カーネルをビルドする。

$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage modules dtbs

結構時間がかかる。

ビルドが正常に終了すると，arch/arm/boot/にzImage（カーネルのイメージファイル）やカーネルモジュールが作成される。

$ ls arch/arm/boot/
Image  Makefile  bootp  compressed  dts  install.sh  zImage;

以下のスクリプトで，カーネルなどが含んだtarボールを作成する。

set -x
export KERNEL_RELEASE=`cat include/config/kernel.release`
export INSTALL_MOD_PATH=../$KERNEL_RELEASE
mkdir -p ../$KERNEL_RELEASE/boot/overlays
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  modules_install
scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage ../$KERNEL_RELEASE/boot/kernel.img
cp arch/arm/boot/dts/*.dtb ../$KERNEL_RELEASE/boot/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtbo ../$KERNEL_RELEASE/boot/overlays/
cd ..
tar cvjf $KERNEL_RELEASE.tar.bz2 $KERNEL_RELEASE/

上のディレクトリに，4.xx.yy.tar.bz2ファイルが出来る。

Raspberry Piに作成したファイルを移す

Raspberry Piに作成したファイルをコピーする。

$ scp 4.xx.yy.tar.bz2 xxxxxx@yyyyy.zzzzz:/home/yuji

のようにしてファイルをコピーする。（どんなやり方でもOK）

Raspberry Piにログインして，現在使用しているカーネル・イメージをバックアップしておく。

# cp /boot/kernel7.img /boot/kernel7-backup.img

カーネルモジュールをインストールする。

# tar xvzf 4.xx.yy.tar.bz2
# modules_install

デバイスツリーオーバーレイのインストール

# cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtbo /boot/overlays/
# cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /boot/overlays/

カーネルのインストール

# cp arch/arm/boot/zImage /boot/kernel7.img

Raspberry Pi3を再起動する。

# reboot

USBディスプレイの確認と設定

Raspberry Piが起動したら，次のようにしてUSBディスプレイ（DisplayLink社のアダプタ）を認識しているか確認する。

# dmesg | grep DisplayLink
xxxxxxxxxxxxxxxxx

たぶん，Manufacturer: DisplayLink とか表示されていれば認識している。

USBディスプレイのデバイスファイルは，/dev/fb1になると思う。/dev/f0は，HDMIディスプレイ。
このデバイスに対して表示するようにすればいいと思う。
X WindowでこのUSBディスプレイに表示するには，/usr/share/X11/xorg.conf.d/60-plugable.confファイルを以下のように作成する。

Section "Device"
  Identifier "displaylink" 
  driver "fbdev" 
  Option "fbdev" "/dev/fb1" 
  Option "ShadowFB" "off"
EndSection 
Section "Monitor" 
  Identifier "monitor" 
EndSection
Section "Screen"
  Identifier "screen"
  Device "displaylink"
  Monitor "monitor"
EndSection

Section "ServerLayout" 
  Identifier "default" 
  Screen 0 "screen" 0 0
EndSection

この後，startxしたりリブートしたりすれば，USBディスプレイに画面が表示される。

添付ファイル: