[RaspeberryPi_3b+] 树莓派：Linux内核、设备树的编译及替换
一、开发环境、源码以及编译工具
1. 开发环境的安装
目前我是在 Ubuntu 16 的虚拟机环境下做树莓派相关的开发，以下命令用来安装开发必需的环境：
sudo apt-get update
sudo apt-get install bc build-essential git unzip
sudo apt-get install kernel-package libncurses5-dev
接下来，我会在用户目录下创建Rpi目录来存放内核源码以及编译工具
mkdir Rpi
cd Rpi
2. 获取树莓派内核源码
从GitHub上获取树莓派的内核源码，以 kernel-4.14 内核为例：
git clone --depth=1 -b rpi-4.14.y https://github.com/raspberrypi/linux.git
3. 获取交叉编译工具链
从GitHub获取树莓派的交叉编译工具：
git clone https://github.com/raspberrypi/tools
目前，在 ~/Rpi 目录下已经有了 linux.tar.bz2 以及 tools.tar.bz2 两个压缩包，解压出来即可。最终内核源码以及编译工具的目录分别为：
~/Rpi/linux
~/Rpi/tools
4. 修改环境变量，以方便使用编译工具
sudo vi ~/.bashrc
编辑用户目录下的 .bashrc，把编译工具的执行路径加入到 PATH变量中，即在文件末尾加入以下两行：
export PATH=$PATH:$HOME/Rpi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
export PATH=$PATH:$HOME/Rpi/tools/arm-bcm2708/arm-bcm2708-linux-gnueabi/bin
为使环境变量即时生效，可执行：
source .bashrc
二、内核的修改和配置、编译
1. 树莓派3b+的设备树文件
当你用树莓派的GPIO连接外设时，通过修改设备树，可以把相关的硬件信息“传给”内核驱动。
树莓派3b+的设备树文件为：
arch/arm/boot/dts/bcm2710-rpi-3-b-plus.dts
2. 内核的配置
首先，可以对内核进行默认的配置
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- bcm2709_defconfig
在此基础上，如果你想要做进一步的配置，可执行：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
在配置界面进行配置并保存退出即可。
3. 编译内核镜像、内核模块以及设备树
你可以把内核镜像、内核模块和设备树一起编译出来：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage modules dtbs -j8
也可以单独编译各个部分：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage -j8
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules -j8
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs
三、替换树莓派系统的内核镜像、设备树，以及内核模块的安装
首先需要一张已经写入树莓派系统的内存卡，我们将在内存卡上替换相关的镜像或者文件。
1. 虚拟机上挂接SD卡
为了知道你的SD卡的对应的dev节点，可以在SD卡的插入前后使用 lsblk 命令来查看以及确定。
在挂接之前需要先建立两个挂接点：
mkdir /mnt/fat32
mkdir /mnt/ext4
接下来把SD卡挂接到虚拟机系统中：
sudo mount /dev/sdb1 /mnt/fat32
sudo mount /dev/sdb2 /mnt/ext4
2. 打包内核镜像并替换掉SD卡上的内核镜像
sudo scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage /mnt/fat32/kernel7.img
3. 设备树相关文件的替换
sudo cp arch/arm/boot/dts/*.dtb /mnt/fat32/
sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/*.dtb* /mnt/fat32/overlays/
sudo cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /mnt/fat32/overlays/
4. 内核模块的安装
sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/mnt/ext4 modules_install
5. 取消SD卡的挂载
sudo umount /mnt/fat32
sudo umount /mnt/ext4
完成这些之后，从电脑上拔出SD卡，重新插回树莓派，重新启动树莓派即可。