https://blog.csdn.net/chengriyue/article/details/88551021
本例使用（Raspberry Pi Zero-w）
一、树莓派系统安装
1.1 准备工作
（1）硬件准备：Raspberry Pi Zero W（以下简称RPI），RPI电源线，SD卡，SD卡读卡器，笔记本电脑，无线路由器（电脑和RPI处于同一wifi网络下即可）。
（2）软件准备：Raspbrain系统镜像文件，SDFormatter，Win32diskim，PuTTY。
1.2 步骤
（1）从官网（https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/）下载Raspbrain系统，解压得到镜像文件。
（2）将SD卡插入读卡器然后接入电脑，用SDFormatter格式化SD卡/或使用linux mkfs.vfat命令也可。
（3）用Win32diskim软件烧系统。
镜像处选择你刚才下好的系统镜像，设备处选择你的SD卡，点击"写"，写完后会显示成功。
（4）配置wifi文件和SSH。
▲在SD卡中新建文件，命名为wpa_supplicant.conf，输入如下内容并保存：
country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid="xxxxxxx"
psk="xxxxxxxx"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}
其中的ssid为指定树莓派要连接的wifi名称，psk为密码，key_mgmt为加密方式。
▲在SD卡中新建文件夹，命名为ssh，内容为空。
（5）将SD卡插入RPI，连接电源线。
打开电脑浏览器，登录无线路由器默认终端配置地址（路由器标签上注明，本例中是“192.168.0.1”），找到RPI的IP（本例中是“192.168.0.106”）。
用电脑打开PuTTY，选择“SSH”，IP地址处填入RPI的IP。
第一次登陆会显示警告信息，选择“是”。
“login as：”处输入“pi”，默认密码是“raspberry”，登陆成功。
（6）root
树莓派Raspbian系统密码是多少？树莓派Raspbian系统默认登录用户名为pi，该账户默认密码是raspberry（可在raspi-config中修改）。树莓派的Raspbian系统root用户默认是禁用状态，且没有密码，所以要先设置个密码，然后开启才能正常使用。
?使用pi账户进行登陆命令行，执行命令：【sudo passwd root】设置root用户密码，然后在执行【sudo passwd --unlock root】开启root账户，在使用【su root】测试是否生效！
重新锁定root账户可执行命令：sudo passwd --lock root
二、树莓派内核编译
在树莓派的系统中，提供了很多的现成的驱动程序和资源，尽管这样，还是远远不能适用于大部分情况下的设计使用，所以在使用某些设备时，需要自行编写或者修改一些驱动，以适用于想要控制的设备。
1.开发环境和准备
(1)我的开发环境为ubuntu 16.04。
(2)连接树莓派查询系统版本 （命令： uname -a）windows环境下使用SSH远程登陆树莓派查询;
如上图可知，我的Raspber Pi系统为Linux raspberrypi 4.14.79+版本。这一点很重要，将决定需要编译的内核版本。
2.获取内核源码，交叉编译工具链和固件
(1)获取Raspber Pi系统内核源码
树莓派官方将树莓派相关的大部分资源都放在了GitHub上，所以只需再GitHub的相应板块找到即可，链接地址为：https://github.com/raspberrypi 如下图：
所以直接在Linux栏目中就能找到相关的内核源码了。
链接地址：https://github.com/raspberrypi/linux/tree/rpi-4.14.y
如下图：
如上图，即为4.14版本的内核源码了，选择Download ZIP下载压缩包即可，下载成功后再解压。
(2)获取交叉编译工具链
同样的在GitHub的RaspberryPi板块也提供了tools工具资源，链接地址：https://github.com/raspberrypi/tools/tree/master/arm-bcm2708 如下图：
如上图可见tools再板块上的路径，再路径下找到相应交叉编译工具链，可知树莓派官方提供了3种交叉编译工具链(最下方的是同一个工具链，只是针对32bit系统和64bit系统做了区分),先将其克隆下来。
命令： git clone https://github.com/raspberrypi/tools
(3)获取固件
同样的是再GitHub的Raspberripi板块获取，如下图：
如上图所示，即为相应的固件了，直接克隆下来即可。
命令：git clone https://github.com/raspberrypi/firmware
3.获取当前树莓派系统的配置文件
这里很有必要说明是，在raspberrypi系统的3.x版本以前，树莓派系统默认存在/proc/config.gz文件，但是更新到4.x版本之后，/proc/config.gz文件默认不存在了，所以我们需要先获取到这个文件。
执行命令：sudo modprobe configs
执行以上命令之后，会在/proc/目录下生成config.gz文件。然后将此文件从树莓派系统内拷贝到我们的PC平台(有很多种方法，比如U盘，NFS系统文件共享，TCP，samba等等)。
然后在需要编译的内核的顶层目录下执行命令：
命令：zcat config.gz > .config
目的是生成.config配置文件
4.编译前的准备
(1)确定树莓派系统内的编译器版本。
在putty上使用命令 cat /proc/version查询树莓派系统的编译器的 版本号。如下图：
如上图所知，gcc编译器的版本号为4.9.3版本（以下交叉编译工具的版本不是4.9.3，需要改成4.9.3版本），并且更新时间为2018年3月4日。
(2)选择编译工具链的版本，因为下载到的交叉编译工具链有三个版本，所以应该选择其中一个，但是考虑到版本的匹配问题(如果编译器的版本和原有系统的版本不一样的话，有可能会出现一些莫名奇妙的问题，特别是在开发驱动时)。下面查看各个编译器的版本。
arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi编译器：切换到tools/arm-bcm2708/arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi/bin/目录下，
使用命令：./arm-bcm2708hardfp-linux-gnueabi-gcc –v
如上图可见此编译器为4.7.1版本，并且也能看到更新的时间。但是版本比现有系统的版本要低了。
arm-bcm2708-linux-gnueabi编译器：切换到tools/arm-bcm2708/arm-bcm2708-linux-gnueabi/bin/目录下，
使用命令：./arm-bcm2708-linux-gnueabi-gcc –v
如上图可见，此编译器也为4.7.1版本，只是更新时间不同。
gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian编译器：切换到tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin/目录下，
使用命令：./arm-linux-gnueabihf-gcc –v
如上图可见，此编译其为4.8.3版本，并且更新时间为20140106.并且适用于32bitPC平台。
再看gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64 编译器：切换到tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin/目录，使用命令：./arm-linux-gnueabihf-gcc –v
如上图，可知此版本的编译器和莓派系统的编译器版本是最相近的一个版本，所以理当使用它进行编译。不过呢这是64bit PC平台的编译器，如果是32为平台的电脑，使用gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian编译器即可。
(3)安装编译工具链
将工具链添加到Makefile中。
切换到所编译内核的顶层目录，并打开目录下的Makefile文件，修改如下图：本例为： vi Makefile +313
直接添加了绝对路径的交叉编译工具链
5.开始编译
(1)执行命令：树莓派copy过来的.config文件
(2)执行命令： KERNEL=kernel7
为什么KERNEL=kernel7 ？答案在下图
树莓派A，B，B+运行的是kernel.img内核镜像，而树莓派2运行的则是kernel7.img，原因就是板子升级了，内核镜像简化了。
(3)执行命令：make zImage modules dtbs
这句就是真正的编译了，等等完成吧!如果电脑满足要求的话，可以再make的后面加上-j2，-j4，-j6，-j8等等，表示使用多少个线程进行编译，可以提高编译速度，编译是一个漫长的过程。编译成功后，在路径arch/arm/boot/下会生成zImage镜像文件。
zImage 是 Compressed kernel image 文件，它是一种可执行的镜像文件，但是对于树莓派系统的构建而言，这还不是我们最终想要的，所以还需要将其转换为kernel.img文件。
(4)安装编译的模块驱动
执行命令：mkdir modules
执行命令：sudo make INSTALL_MOD_PATH=modules modules_install
在源码顶层目录下的modules会生成相关的驱动库。
(5)镜像转换
kernel.img镜像是通过工具将zImage转换而来的!而工具存在于前文所下载的工具包里。工具名为mkimage，切换到工具目录(具体情况根据自己存放的目录路径确定，找到工具即可)，如下图：
然后执行命令：./imagetool-uncompressed.py ../../../kernel/linux/arch/arm/boot/zImage
注：命令的执行，视自己的存放路径而言，注意路径即可。
命令执行成功后，会在当前目录下生成kernel.img文件，如下图：
如上图生成的kernel.img文件即为所需要的树莓派内核所需要的镜像文件了。
6.备份firmware
(1)创建备份目录
命令：mkdir backup
(2)备份
当插入SD卡后，立即就被识别了，可以将SD卡设备挂载到某目录上进行访问，也可以直接访问。默认在/media/python/目录下(madia目录为PC平台下根目录下的子目录，python为当前登陆用名子的目录)会看到两个目录，此即为SD卡的两个分区(分别是fat32属性的分区和ext4属性的分区)，如下图：
如上图可知，boot目录为fat32分区的目录，另一个为ext4分区的目录。而我们要备份的是boot目录，因为ext4分区的目录其实就是作为树莓派再运行是的跟文件系统。
执行命令：cd /media/python/boot/ 切换到目录，
执行命令：sudo cp *.elf *.bin ~/raspberrypi/backup/
执行命令：ls ~/raspberrypi/backup/ 查询是否备份成功，
执行命令： sudo rm *.elf *.bin
因为kernel可以通过在/boot/config.txt中进行设定，所以可以先不拷贝出来。
7.升级RPi的kernel、Firmware和lib
(1)修改前面生成的kernel.img文件的名称。
因为我前面打包编译好的zImage内核镜像时，直接打包成了kernel.img这个名称，为了区别于SD卡的内核名称，现在为它重命名，如下图：
如上图，改名为kernel_new.img。
(2)将新内核镜像拷贝到SD卡的fat32分区，即在这里是拷贝到名为boot的分区。
执行命令：sudo cp kernel_new.img /media/python/boot/
(3)修改树莓派系统的配置文件。
在SD卡的FAT32分区，存在一个名为config.txt的文件。
在/media/python/boot目录下执行命令：sudo vim config.txt
在config.txt文件的前面添加“kernel=kernel_new.img”这行，如果原来有的话，就修改一下。这样系统就会引导到我们刚刚拷入的kernel_new.img镜像;或者是直接将目录中的kernel.img通过命令rm删除，然后将kernel_new.img改名为kernel.img。
(4).解压前面下载的Firmware固件压缩包
执行命令：unzip firmware-master.zip
执行命令：cd firmware-master/boot/
(5)升级firmware固件
执行命令：sudo cp bootcode.bin fixup.dat fixup_cd.dat start.elf /media/python/boot/
执行命令：cd ../hardfp/opt/
现在开始操作第二分区，即xt4分区，再我这里它的名为“rootfs”，不过名字不是最重要的。
执行命令：sudo cp -r vc/ /media/python/rootfs/opt/
命令含义是，将新固件的vc库复制到树莓派系统的根文件系统下的opt子目录下，注意，这里如果使用的是arm-bcm2708-linux-gnueabi编译器，非硬浮点，那么在拷贝vc时，应该拷贝的是firmware-master/opt/目录下的vc。
(6)升级模块驱动lib。
切换到前面在Linux内核源码目录下创建的module目录下。
执行命令：cd ../../../linux/modules/ 这是我的路径，可根据自己的路径进行调整。
将modules目录下的lib目录copy到树莓派根文件系统下，
执行命令：sudo cp -r lib/ /media/python/rootfs/
8.享用新的kernel
将SD卡插回树莓派!就可以看到其可以正常启动了。那么代表这树莓派raspberrypi操作系统内核源码的编译成功。这样，后面就可以自由的添加各种驱动了。