在 Fedora 上安装树莓派的 vcgencmd 命令

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这篇帖子算是对我之前关于在树莓派集群上配置 Fedora 的那篇的一个延续。集群配置好后，我告知机主 @ColsonXu 他的集群已经正式投入运算，他就告诉我可以运行一个命令来查看树莓派的 CPU 温度，监视硬件状况：

$ /opt/vc/bin/vcgencmd measure_temp

这个 vcgencmd 命令是树莓派 OS（旧称 Raspbian）上用来获取硬件相关信息的命令。然而，这个命令在 Fedora 官方的软件仓库里并没有提供。好在 vcgencmd 的源代码是可以下载的，所以我们可以自行编译它，就能在 Fedora 上使用了。vcgencmd 是树莓派 OS 中 userland 软件包的一部分，而整个 userland 的源代码都可以直接从网上获取。

构建和安装过程

  1. 下载构建过程中所需的工具和编译器、以及用于下载源代码的 Git。

    $ sudo dnf install cmake gcc gcc-c++ make git

  2. 下载 userland 软件包的源代码，然后进入下载的目录。

    $ git clone https://github.com/raspberrypi/userland.git
$ cd userland

  3. 运行 ./buildme --aarch64 命令，为 Fedora 使用的 aarch64 架构编译软件包。

    命令运行过程中，当编译完成、准备安装编译好的程序时，可能会出现 sudo 要求输入密码的提示，相应地输入密码即可。

    $ ./buildme --aarch64

命令完成后，就可以在 /opt/vc/bin 下找到 vcgencmd 命令了。

注册与 /opt/vc 相关的路径

虽然 vcgencmd 安装好了，但是如果现在运行它的话，会出现如下报错：

$ /opt/vc/bin/vcgencmd
/opt/vc/bin/vcgencmd: error while loading shared libraries: libvchiq_arm.so: cannot open shared object file: No such file or directory

这条错误信息的意思是找不到运行 vcgencmd 所需要的库 libvchiq_arm.so。虽然 /opt/vc/lib 下面是有这个文件的，但是 /opt/vc/lib 不在系统搜索函数库的范围内，所以会说找不到该文件。解决这个问题的方法是在 /etc/ld.so.conf.d 下新建一个后缀为 .conf 的文件，然后在该文件中写上下面一行：

/opt/vc/lib

之后运行如下命令，应用刚创建的新文件：

$ sudo ldconfig

现在再运行 /opt/vc/bin/vcgencmd 就不会再出现同样的报错了。

目前还有一个小瑕疵，那就是每次运行 vcgencmd 的时候都需要输入它的完整的绝对路径。如果不想这么麻烦的话，可以把 vcgencmd 所在的 /opt/vc/bin 加到 PATH 环境变量中。变动 PATH 环境变量的一种方法是编辑 ~/.bashrc，作出如下修改：

  # User specific environment
  if ! [[ "$PATH" =~ "$HOME/.local/bin:$HOME/bin:" ]]
  then
      PATH="$HOME/.local/bin:$HOME/bin:$PATH"
  fi
+ PATH="/opt/vc/bin:$PATH"
  export PATH

之后运行下面的命令，应用刚才的改动：

$ source ~/.bashrc

配置设备权限和用户组

此时，如果尝试在一个普通的用户下运行 vcgencmd 读取硬件信息的话，还是会遇到 VCHI initialization failed 的错误信息。

这个问题的解决方案在网上很多地方都能找到，那就是将该用户加入到 video 用户组中。不过，这个办法只适用于树莓派 OS；在 Fedora 上的话，还需要一道额外步骤：允许 video 组中的的用户访问 VCHI 设备。具体的做法是添加一个新的 udev 规则：

KERNEL=="vchiq",GROUP="video",MODE="0660"

目前，该 udev 规则仅在相对比较新的内核（5.16 及以上）上测试过；在老版本内核上可能无法达到预期的效果。如果使用的内核版本比较老，并且该规则不管用的话，请升级到最新的内核。

添加 udev 规则的方法是在 /etc/udev/rules.d 下创建一个文件扩展名是 .rules 的文件，然后将规则文本加到该文件中。可以使用下列命令来完成此操作，将规则添加至名为 92-local-vchiq-permissions.rules 的文件：

$ sudo tee /etc/udev/rules.d/92-local-vchiq-permissions.rules <<< 'KERNEL=="vchiq",GROUP="video",MODE="0660"'

udev 规则加好后，无需重启，直接运行下列命令即可应用规则：

$ sudo udevadm trigger /dev/vchiq

若要检查 udev 规则是否被应用，可以查看 VCHI 设备文件 /dev/vchiq 的权限设定。如果该文件所属的用户组是 video，就说明规则应用成功了。

$ ls -l /dev/vchiq
crw-rw----. 1 root video 511, 0 Nov  9 23:17 /dev/vchiq

之后，video 组中的用户就可以正常调用 vcgencmd 命令了。可以用下面的命令将当前的用户添加到 video 组中，但是在运行完命令后必须重新登录才能令更改生效。

$ sudo usermod -aG video $USER

使用 DNF 安装 vcgencmd

虽然能自己编译所需的软件是一项有用的技能，但如果不想自己编译的话，可以直接使用我制作的 RPM 软件包来安装。我把软件包上传到了一个 Copr 仓库，可从该处下载然后安装，就可以直接开始使用 vcgencmd。

$ sudo dnf copr enable leo3418/raspberrypi-userland
$ sudo dnf install raspberrypi-userland

如果用我的 RPM 软件包的话，就可以跳过上面的构建和安装步骤了，包括在 /etc/ld.so.conf.d 下创建 .conf 文件、修改 ~/.bashrc、以及安装 udev 规则。唯一需要手动额外进行的操作就是将用户帐户添加到 video 用户组中。

也可以使用我写的 SPEC 文件自行创建 userland 的 RPM 软件包，这里我就只做一个演示，不给出详细步骤了。