编译树莓派Linux内核

1、建议边看视频边跟着教程走

https://www.bilibili.com/video/av91990721?zw

2、准备工作

下载官方提供的交叉编译工具链
git clone https://github.com/raspberrypi/tools

使用vim工具编辑系统环境变量工具，将交叉编译工具链添加到系统的环境变量，vim工具教程请到菜鸟教程官网学习。
sudo vim /etc/bash.bashrc

请按照以下格式添加到最后一行，编译器路径仅供参考，请根据自己的路径来添加，编译32位系统请使用arm-linux-gnueabihf编译器。
export PATH=$PATH:/home/pi/toolchain/toolsraspi/arm-bcm2708/arm-linux-gnueabihf/bin/

更新环境变量，使之立刻生效。
source /etc/bash.bashrc

测试交叉编译器，添加成功后输入以下命令将会出现gcc的版本信息。交叉编译器的名称和你实际添加的编译器名称对应。
arm-linux-gnueabihf-gcc -v

安装编译的必备软件。
sudo apt update
sudo apt install bc make bison flex libncurses-dev ctags python-sphinx -y

3、编译内核

进入内核源码顶层目录,具体路径看实际情况
cd linux

查看帮助，本步骤可忽略
make help

清理工程，清理编译生成的二进制文件以及各种配置文件，防止出错
make distclean

生成32位.config 板级配置，不同树莓派板子设定值不同
树莓派1, Pi Zero, Pi Zero W使用以下命令
KERNEL=kernel
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcmrpi_defconfig

树莓派2, Pi 3, Pi 3+,CM3使用以下命令
KERNEL=kernel7
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcm2709_defconfig

树莓派4使用以下命令
KERNEL=kernel7l
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcm2711_defconfig

编译32位内核、内核模块、设备树，生成内核压缩镜像
make ARmake ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage modules dtbs

多线程编译可以在make 传参中加入 -j8,数字代表编译程序将使用多少个线程，这里建议设置为cpu逻辑处理器的1.5倍，如我使用的amd 处理器为6核心12线程，那么可以使用-j18。

在内核顶层目录下创建一个文件夹
mkdir modules_install

拷贝编译生成的内核模块到modules_install文件夹
make modules_install ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-INSTALL_MOD_PATH=./modules_install

拷贝编译生成的设备树文件到modules_install文件夹
make dtbs_install ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- INSTALL_DTBS_PATH=./modules_install

使用工程自带的脚本将编译出来的压缩镜像转换成可树莓派启动的镜像文件
./scripts/mkknlimg ./arch/arm/boot/zImage ./kernel.img					 

将编译生成的文件拷贝到SD卡
树莓派的sd卡存在两个分区，可以通过 lsblk 查看
sdb
|-sdb1 (第一个一般是rootfs分区)
|-sdb2 (第二个一般是boot分区)

这里提示以下，如何找到U盘在Linux下的路径。一般ubuntu会将U盘自动挂载到
/media/usrname/ 下面，以下所有命令的路径都仅供参考，具体路径请按照自己实际情况来。

备份boot分区中的文件
mv /media/pi/boot/kernel.img /media/pi/boot/kernel.img.bak
mv /media/pi/boot/overlays /media/pi/boot/overlays.bak

拷贝编译生成的文件到SD卡
cp ./kernel.img /media/pi/boot/
cp -r ./modules_install/overlays /media/pi/boot/
cp ./modules_install/*.dtb /media/pi/boot/
sudo cp -r ./modules_install/lib /media/pi/rootfs/

关于uboot启动阶段:

阶段1:汇编阶段
	1> 构建异常向量表
	2> 切换到svc模式,禁止看门狗
	3> 关闭MMU和icache
	4> 清除bss段,完成uboot代码到内存的自搬移
	5> 初始化栈
阶段2:C语言阶段
	1> 完成对gd(global data)结构体的初始化
	2> 完成大部分硬件的初始化(串口\网卡\flash\电源\使能中断)
	3> 根据用户命令或者预设命令,切换进入自启动模式或交互模式
	4> 执行bootcmd中的命令参数
	5> 将bootargs中的参数传递给内核

内核源码顶层目录简介:
--------------------------------------------------------------------------------
| arch		|架构和设备树  |	block			| 块	        |
| certs		|证书		|	crypto			| 加解密子系统	|
| Documentation	|文档		|	drivers			| 驱动	        |
| firmware	|固件		|	fs 			| 文件系统	|
| include	|头文件		|	init			| 初始化	|
| ipc		|进程		|	kernel			| 内核		|
| lib		|库		|	LICENSES		| 许可证	|
| mm		|内存		|
| net 		|网络		|	samples			| 案例		|
| scripts	|脚本		|	security		| 安全		|
| sound 	|声卡		|	tools			| 工具		|
| usr		|用户		|	virt			| 虚拟机	|
--------------------------------------------------------------------------------

遇到错误：
scripts/extract-cert.c:21:25: fatal error: openssl/bio.h: No such file or directory
原因：主机没有安装libssl-dev，安装即可$sudo apt-get install libssl-dev

树莓派Zero W成功运行编译好的内核并查看版本

参考文档：
1、Ubuntu 16.04 (x64)下从源代码为Raspberry Pi Zero W编译实时内核
2、Kernel building

由于服务器带宽和流量有限，交叉编译器和内核源码采用百度网盘分享。
链接: https://pan.baidu.com/s/1wFUDr5xIDtolbsVTex-B3w 提取码: nrua