关于程序员:水墨屏开发设备旧-Kindle-改造而成

原文地址：Turning an old Amazon Kindle into a eink development platform

原文作者：adq

译者 & 校对：HelloGitHub- 小鱼干 & 卤蛋

我想有个用于（开发）将来我的项目的水墨屏，刚好我又买了一个带树莓派“hat”的小玩意。就这样，灵光一闪的我想到旧 Amazon Kindle 电子书阅读器能够变废为宝。

译者：这便是本文的由来。

我之前有过应用 Kindle 的教训：我为它移植过一个 Infocom 解析器和一个 Manga 漫画阅读器。我让亚马逊软件以“Kindlets”模式加载 Infocom 和 Manga，并将它们集成到电子书阅读器 Kindle 中。而当初，我想要一个好用且便宜的水墨屏 Linux 开发平台。

上面就是全副的操作和流程！

我在 Ebay 上看到了许多便宜的 Kindle，下面标着“BLOCKED BY AMAZON”，当然我并不打算买它们，因为实践上它们可能被偷了。最初，我抉择了一个 7 英镑的非触摸版 Kindle 4。

几天后，我收到货发现了它这么便宜的起因：这台 Kindle 陷入了某种不可退出的演示模式：

我在 Google 上搜了下解决办法，起初版本的 Kindle 是能够退出演示模式，但这些办法在这个 Kindle 4 版本上没用。不过不要紧，这不重要：因为我并不想在这个 Kindle 上运行原装的 Kindle 电子书软件。

嗯，下一步咱们就是要去取得拜访权限。我浏览了 mobileread 论坛显示 Kindle 有一个调试串口：是时候入手了！

这台 Kindle 有点麻烦：它四周有多个卡扣，外壳粘在电池组件上，我机智地用了一把刀来拆机并用丙酮把（Kindle 后盖的）粘合剂擦拭洁净。

红色框：厌恶的卡扣
紫色：真的十分 麻烦的胶水（粘合剂）
黄色：串口

一般来说，硬件串口是没有插孔的，咱们要将连接线焊接到主板的串口上。我喜爱用大概 0.2mm 电线来连贯电子元件，并用我的电烙铁来重焊 Kindle 底座。

我不想任何电线乱绕，我也深知我可能会焊乱电线但我又须要连贯串口，所以我想到了一个法子连贯电线：

我用强力胶把一块条板粘在 Kindle 的 PCB 印刷电路板上，而后把迷你 PCB 连接点上的电线焊在一端。最初，在另一端我焊接了一个大的、通用“Dupont”电缆插座，这样我能够很容易地连贯和装配它。对啦，Kindle PCB 顶部电缆是 0v/GND，其余电缆是 TX 和 RX（我忘了这两个电缆的程序）。

最初一个难题：Kindle 串口运行电压是 1.8v，所以我须要一个串行适配器来供电：

我买的适配器反对 5v、3.3v、2.5v 和 1.8v，十分搭！

接下来，我把串行适配器连到我的笔记本电脑上，运行 minicom 串口通信软件，再重新启动 Kindle。而后，我（不免地，译者：后面有提到作者遗记了 TX 和 RX 程序）替换 TX 和 RX 电缆后，我看到了 Kindle 欢送信息！

U-Boot 2009.08-lab126 (Aug 29 2012 - 12:55:24)

CPU:   Freescale i.MX50 family 1.1V at 800 MHz
mx50 pll1: 800MHz
mx50 pll2: 400MHz
mx50 pll3: 216MHz
ipg clock     : 50000000Hz
ipg per clock : 50000000Hz
uart clock    : 24000000Hz
ahb clock     : 100000000Hz
axi_a clock   : 400000000Hz
axi_b clock   : 200000000Hz
weim_clock    : 100000000Hz
ddr clock     : 800000000Hz
esdhc1 clock  : 80000000Hz
esdhc2 clock  : 80000000Hz
esdhc3 clock  : 80000000Hz
esdhc4 clock  : 80000000Hz
MMC:  FSL_ESDHC: 0, FSL_ESDHC: 1
Board: Tequila
Boot Reason: [POR]
Boot Device: MMC
Board Id: 0031701123730Z56
S/N: B02317022392005M
Initing MDDR memory
ZQ calibration complete: 0x128=0xfffe0010 0x12C=0xffffffff
DRAM:  256 MB
Using default environment

In:    serial
Out:   logbuff
Err:   logbuff
Quick Memory Test 0x70000000, 0x10000000
POST done in 13 ms
Hit any key to stop autoboot:  0 
## Booting kernel from Legacy Image at 70800000 ...
   Image Name:   Linux-2.6.31-rt11-lab126
   Image Type:   ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
   Data Size:    4777568 Bytes =  4.6 MB
   Load Address: 70008000
   Entry Point:  70008000
   Verifying Checksum ... OK
   Loading Kernel Image ... OK
OK
Starting kernel ...

[snip]

Welcome to Kindle!

kindle login:

很好，这是启动 uboot 的启动加载器（bootloader）在启动 Linux 并要求我登录。

以 root 登录，提醒要输出明码：Emmm…明码？从以前的 Kindle 应用教训中，我晓得能够用 Kindle 的序列号生成明码。而后我找到了这个网站，它会为一个特定的设施生成许多可能的明码：我的 Kindle root 登录明码是第三个。

为避免网站开张，这里是 Javascript 生成明码的要害片段:

var md5 = hex_md5(serial);
document.getElementById("rootpw").innerHTML = "fiona" + md5.substring(7,11);
document.getElementById("rootpw2").innerHTML = "fiona" + md5.substring(7,10);
document.getElementById("rootpw3").innerHTML = "fiona" + md5.substr(13,3);

对对，我忘了说我是如何拿到设施序列号的。Kindle 以非工作状态插上 USB，即，你不能将这些演示设施作为磁盘。但在这个状态的 Kindle 可用 Linux 的 dmesg 命令输入序列号（你也能够在 uboot 中应用 printenv 命令失去序列号，当它显示“Hit any key to stop autoboot”时按 Enter 回车键）：

[128033.676587] usb 1-2: new high-speed USB device number 51 using xhci_hcd
[128033.829631] usb 1-2: New USB device found, idVendor=1949, idProduct=0004, bcdDevice= 1.00
[128033.829638] usb 1-2: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[128033.829642] usb 1-2: Product: Amazon Kindle
[128033.829645] usb 1-2: Manufacturer: Amazon
[128033.829648] usb 1-2: SerialNumber: XXXXXXXXXXXXXXXX

Cool！咱们有 root 权限，能够登录了！当初来看看如何让它更不便地应用。

一般来说，第一步是将磁盘信息转到另一台计算机上进行剖析。

查看 /proc/mounts，显示主磁盘 /dev/mmcblk0 上有多个分区。

运行 fdisk /dev/mmcblk0 会失去如下后果:

Units = cylinders of 64 * 512 = 32768 bytes

        Device Boot      Start         End      Blocks  Id System
/dev/mmcblk0p1   *        1025       12224      358400  83 Linux
/dev/mmcblk0p2           12225       14272       65536  83 Linux
/dev/mmcblk0p3           14273       15296       32768  83 Linux
/dev/mmcblk0p4           15297       59776     1423360   b Win95 FAT32

四个分区：三个 Linux 零碎，一个 FAT32 零碎。
第一个磁盘开始时离磁盘很远：原来内核存储在那个“失落的”区域。
深入研究后发现分区 1 是失常零碎，2 是一种诊断工具，3 是存储 Kindle 私密信息（例如 Wi-Fi 明码）。当你通过 USB 插入 Kindle 时，你会看到分区 4：你电子书的存储中央。

— 分区 4 挂载在 /mnt/us”`。

我用 dd 命令将磁盘和分区 1-3 转储到 /mnt/us 上（个别我中意备份一个残缺的原始映像，以便在呈现问题时能够复原它）：

dd if=/dev/mmcblk0 of=/mnt/us/kindle.img bs=32768 count=15297

尽管这款 Kindle 不能在 USB 上显示为磁盘，但因为我有 root 权限能让它这样：

rmmod g_file_storage
modprobe g_file_storage file=/dev/mmcblk0p4

它会呈现在我的笔记本上，而后我把所有货色都复制了下来。

终于，我用以下命令在笔记本装置 kindle.img 中的分区：

kpartx -v kindle.img

接着，我将 Kindle 各个分区装置到我的笔记本电脑上。我把所有分区文件放在一个文件夹中，这样我能够不便地用 grep 命令查看它们。我发现：

Kindle 用 rc.d 作为它的零碎初始化零碎，文件夹中有很多优雅的纯文本脚本。
Init level 5 是运行电子书软件的“通用”零碎
电子书软件在 /opt/amazon目录，用 Java 编写（我晓得要疾速温习 Java 了）。
Kindle 有一堆有意思的纯文本“diag”脚本用来测试。
有一个相当丑陋的 wifid daemon 来治理 Wi-Fi 连贯：我从 diag 脚本中找到了与它对话的办法。
用 /usr/sbin/eps 命令（文档见这里）从命令行写入数据到水墨屏。
我没找到可见的“turn off demo mode”开关：看样子演示模式是 Java 电子书软件的定制性能。
以下零碎服务与不反对的性能或电子书软件无关，或与 Amazon 分割：S50wan S70wand S75phd S81usbnetd S93webreaderd S94browserd S95framework S96boot_finished。

你能够用 Kindle 内置的 wifid 连贯 Wi-Fi，并治理你的 Wi-Fi 配置文件。对啦，如果你的 Wi-Fi 连贯失败，肯定要记住许多 Kindle 只反对 2.4Ghz Wi-Fi ????

lipc-get-prop com.lab126.wifid profileCount

echo "{index=(0)}" | lipc-hash-prop com.lab126.wifid profileData

lipc-set-prop com.lab126.wifid deleteProfile WIFIESSID

echo '{essid="WIFIESSID", smethod="wpa2", secured="yes", psk="WIFIPSK"}' | lipc-hash-prop com.lab126.wifid createProfile

smethod 能够是 open / wep / wpa / wpa2 之一（如果抉择 open，请设置 secured 为“no”）
WIFIPSK 是 wpa_passphrase 实用程序（这实际上是在 Kindle 上）生成的 WIFI PSK：一个失常的“wifi passphrase”将不起作用。

lipc-set-prop com.lab126.wifid cmConnect WIFIESSID

echo "{index = (0)}" | lipc-hash-prop -n com.lab126.wifid currentEssid

上面的许多阐明须要更改 Kindle 的根磁盘。然而，默认状况下根磁盘为避免被批改以只读模式挂载。要解决这个问题，在 Kindle 上运行以下命令:

mntroot rw

实现批改后，将其设置为只读模式，以避免任何不必要的更改:

mntroot ro

我想 ssh 到我的 Kindle，所以我要装置 ssh 程序 dropbear。当然，Kindle 是一个基于 ARM 的设施，所以要么我本人编译 dropbear，要么在某个中央找到 dropbear 二进制文件。刚好，Kindle 有一个遗留的 USBNET 破绽：我本人不间接用这个破绽，因为我想齐全管制这个开发套件，然而我能够从 USBNET 那里借用 dropbear 二进制文件。

不巧的是，USBNET 破绽是用 Kindle 自有诡异的更新格局公布的，所以咱们须要把 USBNET 提取进去：

在你的电脑中：

下载这个 git repo 并编译它——这会让咱们解码 Kindle 更新。
在这里下载 kindle-usbnetwork-0.57.N-k4.zip，并复制到 KindleTool/Release/。

cd KindleTool/Release/
unzip kindle-usbnetwork-0.57.N-k4.zip
./kindletool extract Update_usbnetwork_0.57.N_k4_install.bin usbnet
cd usbnet
tar Jxf usbnet.tar.xz

将 src/usbnet/bin/dropbearmulti 复制到你的 Kindle（我重装它为 USB 设施并复制过去）。

在 Kindle 中：

cd /
mv /mnt/us/dropbearmulti /
chmod a+x /dropbearmulti
ln -sf /dropbear /dropbearmulti
ln -sf /dropbearkey /dropbearmulti
ln -sf /bin/scp /dropbearmulti
/dropbearkey -t rsa /dropbear_rsa_host_key

我用上面的形式重命名了所有不须要的零碎服务：

cd /etc/rc5.d; mv S95framework DISABLED.S95framework

我在 /etc/rc5.d/S99adq 中增加了本人的初始化脚本来增加本人的定制设置：

#!/bin/sh
NAME="adq"

case "$1" in

   start)
        # display some stuff!
        /usr/sbin/eips -c 20 20 "HELLO ADQ"
        IP=`ifconfig wlan0 | awk '/t addr:/{gsub(/.*:/,"",$2);print$2}'`
        /usr/sbin/eips 1 1 "IP Address: $IP"
        /usr/sbin/eips 1 2 "Root Password: <MY ROOT PASSWORD>"
        /usr/sbin/eips ""

        # connect to wifi and allow ssh in
        lipc-set-prop com.lab126.wifid cmConnect MYWIFISSID
        iptables -A INPUT -i wlan0 -p tcp --dport 22 -j ACCEPT
        /dropbear -r /dropbear_rsa_host_key
        mkdir -p /mnt/us/usbnet/etc
        echo "<MY SSH PUBKEY>" > /mnt/us/usbnet/etc/authorized_keys

        # expose shell over usb
        modprobe -r g_file_storage
        modprobe g_serial
        /sbin/getty -L 115200 ttyGS0 -l /bin/login &
        ;;

   stop)
        ;;
    *)
        msg "Usage: /etc/init.d/$NAME {start|stop}" W >&2
        exit 1
        ;;
esac

exit 0

在电子书屏幕的启动页显示一些有用信息
连上 Wi-Fi。
容许通过防火墙 SSH。
运行 dropbear ssh 过程。
在 dropbear 中增加我的 ssh 公钥。
移除“pretend to be a disk”USB 性能。
通过 USB 连贯时，伪装为串行设施并给出一个登录提醒：如果我通过 USB 插入它并应用 minicom，我就会失去一个登录提醒… 嗯，这是为了防止出现问题。

一旦启动，我的 Kindle 就是当初这样，而后我能够作为 root 用户 ssh 连贯它。

差不多了：我当初能够 ssh 连 Kindle，如果产生问题，我也有多级别的串行控制台来解决问题。这是一个玲珑的、反对无线网、电池供电的水墨屏 Linux 开发零碎。

最初的操作，把后盖合上来爱护电路。

这个库（FBInk）看起来能够取代亚马逊的 eip 软件；如果我想把显示器集成到我本人的软件中，FBInk 可能会更好。

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