树莓派4B使用arm64系统踩坑
背景
由于工作原因，需要一台 arm64 的服务器测试一些功能。但是目前这个点没法快速采购到腾讯云或者百度云的arm服务器（这俩公司的arm服务器好像都只是在内测阶段，据说得2022年初才能 Release）。想了一圈发现树莓派似乎正好有 arm64 的cpu，于是去官网确认了下 Specification：
Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz
看起来挺好的，于是在亚博智能店里买了个 4B ，但是买到后跑起来发现竟然不是 arm64 的，大呼上当。不过仔细一研究发现原来是原装的 Raspberry os 镜像使用的是 armhf 内核（即支持hard float 的32位 arm ）。而树莓派官方其实在 2020 年已经发布了支持 arm64 内核的镜像了，参见这个 Reddit 讨论。同时也发现 arm64 的系统相比 armhf 其实也更能发挥64位cpu的能力。
既然如此，那就搞起来吧。
方案
网上冲浪了一把，发现基本有俩套解决方案：
- 修改 /boot/config.txt 的 arm_64bit 配置（参考官方配置文档）。
- 重新刷入 arm64 位的镜像。
方案1看起来更方便，方案2看起来更稳妥，于是我挨个试了下。为了验证系统架构的正确性，我也准备了几个测试方法：
uname -acat /proc/cpuinfogetconf LONG_BITfile /bin/bashcat /proc/versiondpkg --print-architecture
验证
原始环境配置
首先看一下原版基于 raspios_armhf-2020-05-28 的镜像下的配置情况。
pi@raspberrypi:~ $ uname -a
Linux raspberrypi 5.10.63-v7l+ #1496 SMP Wed Dec 1 15:58:56 GMT 2021 armv7l GNU/Linuxpi@raspberrypi:~ $ cat /proc/cpuinfo
processor : 0
model name : ARMv7 Processor rev 3 (v7l)
BogoMIPS : 108.00
Features : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 1
model name : ARMv7 Processor rev 3 (v7l)
BogoMIPS : 108.00
Features : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 2
model name : ARMv7 Processor rev 3 (v7l)
BogoMIPS : 108.00
Features : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 3
model name : ARMv7 Processor rev 3 (v7l)
BogoMIPS : 108.00
Features : half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3 tls vfpv4 idiva idivt vfpd32 lpae evtstrm crc32
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 7
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
Hardware : BCM2711
Revision : d03114
Serial : 10000000b6d307b2
Model : Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.4pi@raspberrypi:~ $ getconf LONG_BIT
32pi@raspberrypi:~ $ file /bin/bash
/bin/bash: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-armhf.so.3, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=3e5e2847bbc51da2ab313bc53d4bdcff0faf2462, strippedpi@raspberrypi:~ $ cat /proc/version
Linux version 5.10.63-v7l+ (dom@buildbot) (arm-linux-gnueabihf-gcc-8 (Ubuntu/Linaro 8.4.0-3ubuntu1) 8.4.0, GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.34) #1496 SMP Wed Dec 1 15:58:56 GMT 2021pi@raspberrypi:~ $ dpkg --print-architecture
armhf基本符合预期，唯一让我一开始比较意外的就是 /proc/cpuinfo 里的 Model Name 是 ARMv7 Processor rev 3 (v7l)，和官方声称的 ARM v8 并不一致。后来才明白原来这个值也是跟系统内核有关的，有时并不能真正准确的表达真是硬件的属性。这个镜像下的系统的确是32位arm无疑了。
修改环境配置
参照官网配置文档，将 /boot/config.txt 中的 arm64_bit 置位1，重启后重新进行下检测。
pi@raspberrypi:~ $ uname -a
Linux raspberrypi 5.10.63-v8+ #1496 SMP PREEMPT Wed Dec 1 15:59:46 GMT 2021 aarch64 GNU/Linuxpi@raspberrypi:~ $ cat /proc/cpuinfo
processor : 0
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 1
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 2
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 3
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
Hardware : BCM2835
Revision : d03114
Serial : 10000000b6d307b2
Model : Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.4pi@raspberrypi:~ $ getconf LONG_BIT
32pi@raspberrypi:~ $ file /bin/bash
/bin/bash: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-armhf.so.3, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=3e5e2847bbc51da2ab313bc53d4bdcff0faf2462, strippedpi@raspberrypi:~ $ cat /proc/version
Linux version 5.10.63-v8+ (dom@buildbot) (aarch64-linux-gnu-gcc-8 (Ubuntu/Linaro 8.4.0-3ubuntu1) 8.4.0, GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.34) #1496 SMP PREEMPT Wed Dec 1 15:59:46 GMT 2021pi@raspberrypi:~ $ dpkg --print-architecture
armhf结果有点出乎意料。
通过内核版本查看的cpu架构基本都能正确展示出 aarch64 的关键字，但是其实系统中除了内核之外的其他软件仍然是 32 位的版本（毕竟只是更新了内核）。而且 dpkg 默认使用的软件架构仍然是 32 位的。这意味着当前系统其实有点四不像，既有64位的东西，又有32位的东西，不用想就知道以后100%会踩坑。
同时注意到，刷了新内核之后，cpuinfo 展示硬件信息为 Hardware : BCM2835 ，而原来的硬件信息却是Hardware : BCM2711 。在 gadgetversus 里对比了一下两种芯片：
虽然 2835>2711，但其实是变成了个老版本，真的是闹不明白。。。后来在官方论坛上瞅了瞅，才发现树莓派的软件总监说这好像是因为实际上存在多个芯片类型，但是为了一些上下游兼容的逻辑，就展示了一个错的。。。
顺带吃一个瓜：
mmuaa同学在博客里分享了他的方法。pingwei同学照着弄死机了，也写了个博客，然后还去mmuaa同学的博客下面喷粪，笑死了。
重新刷入镜像
四不像的系统肯定是不要用的，于是就去官网下了Imager，又去清华镜像站里下了 最新的基于 buster (ubuntu 18.04 , debian 10) 的arm64位镜像，烧进TF卡里。装机成功后验证了下数据。
pi@raspberrypi:~ $ uname -a
Linux raspberrypi 5.10.17-v8+ #1414 SMP PREEMPT Fri Apr 30 13:23:25 BST 2021 aarch64 GNU/Linuxpi@raspberrypi:~ $ cat /proc/cpuinfo
processor : 0
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 1
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 2
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
processor : 3
BogoMIPS : 108.00
Features : fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer : 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant : 0x0
CPU part : 0xd08
CPU revision : 3
Hardware : BCM2835
Revision : d03114
Serial : 10000000b6d307b2
Model : Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.4pi@raspberrypi:~ $ getconf LONG_BIT
64pi@raspberrypi:~ $ file /bin/bash
/bin/bash: ELF 64-bit LSB pie executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-aarch64.so.1, for GNU/Linux 3.7.0, BuildID[sha1]=b11533bde88bb45ef2891fbf3ad86c1869ed3a41, strippedpi@raspberrypi:~ $ cat /proc/version
Linux version 5.10.17-v8+ (dom@buildbot) (aarch64-linux-gnu-gcc-8 (Ubuntu/Linaro 8.4.0-3ubuntu1) 8.4.0, GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.34) #1414 SMP PREEMPT Fri Apr 30 13:23:25 BST 2021pi@raspberrypi:~ $ dpkg --print-architecture
arm64这下终于统一都是 arm64 的了，虽然 cpuinfo 还是显示的是老的芯片信息（BCM2835），不过毕竟没啥太大影响。
剩下需要注意的就是，在配置新的apt源的时候，/etc/apt/sources.list 直接配置 debian 10 的镜像即可，不要用 raspberrypi 的镜像了；/etc/apt/sources.list.d/raspi.list 里再配置下 raspberrypi 的特定源即可。
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