自己制作树莓派3B+ 64位系统（编译内核+rootfs制作）

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由于树莓派本身编译较慢，所以选择在Ubuntu上面进行交叉编译。

新建一个build文件夹，我们在这个文件夹中完成我们的编译工作

mkdir ~/build 
cd ~/build

配置安装环境

sudo apt install git lrzsz bison flex libssl-dev zip libncurses-dev make bc 

首先准备交叉编译器

sudo wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
#解压
tar -xvf  gcc-linaro-7.4.1-2019.02-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz

下载树莓派内核源码(https://github.com/raspberrypi/linux)

git clone --depth=1 --branch rpi-4.19.y https://github.com/raspberrypi/linux

下载树莓派BOOT文件

git clone --depth=1 https://github.com/raspberrypi/firmware/

配置交叉编译环境

配置环境变量(编译64位内核)
echo "export ARCH_HOME=$PATH/aarch64-linux-gnu" >> env.sh
echo "export PATH=$PATH:$ARCH_HOME/bin" >> env.sh
source env.sh

开始编译内核

cd linux
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- bcmrpi3_defconfig
make -j8 ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

其中-j8代表编译系统使用的线程数，可根据自己电脑进行配置，整个过程大概需要10分钟(与电脑配置有关)

安装内核

#使用root身份进行安装
su
#记得将[user]换成你自己的名字
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- INSTALL_MOD_PATH=/home/[user]/build modules_install
#切换回自己的用户
exit

到这里，内核部分就结束了，接下来我们开始制作rootfs文件系统
以使用Debian9为例，本部分参考https://juejin.im/post/5d70b78b6fb9a06ad3474b26

sudo apt-get install debian-archive-keyring

我们还是在build文件夹中

cd ~/build

安装必要的依赖

sudo apt-get install qemu qemu-user-static binfmt-support debootstrap kpartx rsync

开始构建Debian文件系统

#使用root用户
su
#构建文件系统，--arch==arm64 指定系统构架  --foreign 指定与主机架构不同 stretch 为Debian9的代号，这里使用清华的镜像站，速度较快
debootstrap --arch=arm64 --foreign stretch linux-rootfs https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/

#退回自己的用户
exit
#将qemu-aarch64-static拷贝进rootfs中
sudo cp -a /usr/bin/qemu-aarch64-static linux-rootfs/usr/bin/qemu-aarch64-static
#使用chroot命令进入rootfs文件系统中
sudo chroot linux-rootfs
#此时会显示
“I have no name!@ubuntu:”
#然后对系统进行初始化
debootstrap/debootstrap --second-stage
#初始化结束后退出文件系统
exit

然后可以重新进入文件系统对系统进行定制

sudo chroot linux-rootfs
#更换国内http源

cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list_bak
vim.tiny /etc/apt/sources.list
#将这几句复制进去
deb http://mirrors.163.com/debian/ stretch main non-free contrib
deb http://mirrors.163.com/debian/ stretch-updates main non-free contrib
deb http://mirrors.163.com/debian/ stretch-backports main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian/ stretch main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian/ stretch-updates main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian/ stretch-backports main non-free contrib
deb http://mirrors.163.com/debian-security/ stretch/updates main non-free contrib
deb-src http://mirrors.163.com/debian-security/ stretch/updates main non-free contrib
#更新升级
apt update
#开启https源支持
apt install apt-transport-https
#设置root密码
passwd
#可以安装一些你所需要的软件
apt-get install alsa-utils libasound2-dev net-tools vim ssh udev sudo wget curl git
#配置网络
HOST=localhost
echo $HOST > /etc/hostname
echo "127.0.0.1    localhost.localdomain localhost" > /etc/hosts
echo "127.0.0.1    $HOST" >> /etc/hosts
echo "auto eth0" > /etc/network/interfaces.d/eth0
echo "iface eth0 inet dhcp" >> /etc/network/interfaces.d/eth0
exit

到这里，rootfs就结束了，下面开始制作树莓派的img镜像，还是在~/build文件夹中操作

cd ~/build
#创建一个空镜像，实际大小根据你的roofs文件系统大小设定，可使用 du -h ~/build/linux-rootfs 命令查看
fallocate -l 1024M rootfs.img
#对空白镜像进行分区
fdisk rootfs.img
  1. 输入o，对分区进行初始化，
  2. 输入n，然后默认p回车，起始扇区默认，终止扇区输入+150M，表示第一个扇区150M大小（BOOT分区），
  3. 输入t，然后输入c，设置第一个分区格式为W95 FAT32 (LBA)，
  4. 输入n，然后全部默认敲击回车，将剩余空间全部设置为第二个分区，
  5. 输入w，保存并退出。
#可使用命令查看新的分区
fdisk -l rootfs.img
#挂载分区
sudo kpartx -av rootfs.img
#格式化分区
sudo mkfs.vfat -n BOOT /dev/mapper/loop15p1
sudo mkfs.ext4 -F -L ROOTFS -O "^has_journal" /dev/mapper/loop15p2
#挂载到电脑上
sudo mkdir {/mnt/loopXp1,/mnt/loopXp2}
sudo mount /dev/mapper/loop15p1 /mnt/loopXp1
sudo mount /dev/mapper/loop15p2 /mnt/loopXp2
#复制至boot分区
sudo cp -r firmware/boot/* /mnt/loopXp1/
sudo cp linux/arch/arm64/boot/dts/broadcom/*.dtb /mnt/loopXp1
sudo cp linux/arch/arm64/boot/dts/overlays/*.dtb* /mnt/loopXp1/overlays/
sudo cp linux/arch/arm64/boot/dts/overlays/README /mnt/loopXp1/overlays/
sudo cp linux/arch/arm64/boot/Image /mnt/loopXp1/kernel8.img

写入cmdline.txt和config.txt

#cmdline.txt
sudo vim /mnt/loopXp1/cmdline.txt
console=serial0,115200 console=tty1 loglevel=2 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rw rootwait fsck.repair=yes
#config.txt
# 以64位读取内核
arm_64bit=1
# 想要以ARMV8的模式启动，设置此选项
arm_control=0x200
# 内核的名字
kernel=kernel8.img
# u-boot进行引导kernel时延迟几秒
boot_delay=1
gpu_mem=16

将rootfs文件系统写入

cd ~/build/linux-rootfs/
sudo rsync -HPavz -q ./ /mnt/loopXp2

如果需要显示/boot 目录，可写入挂载信息

sudo vi /mnt/loopXp2/etc/fstab
LABEL=BOOT      /boot            vfat     defaults   0      1

将内核模块拷贝进来

cd ~/build
sudo cp -r lib/modules/ /mnt/loopXp2/lib/

取消挂载

sudo umount /mnt/loopXp*
sudo kpartx -dv rootfs.img

到这里镜像文件就制作完成了，加下来就能烧录点亮了，过几天我会更新一个镜像包供大家下载交流使用。
如果觉得有用也可以关注我的微信公众号： "微电脑"，id: MRweidiannao
（原创不易，转发请标注出处）
如有问题，可留言讨论

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更新一下，这里放一个我自己按照这个步骤编译出的镜像，有需要的可以下载。
链接：https://pan.baidu.com/s/1GxwP5GNcN9xlp2Vpqa893w 提取码：0qrb

默认的root密码是我的网站(ruiwencloud.xyz)：ruiwencloud
我在root用户的home中放了一个rwset.sh的文件（自己手写，如果没有找到可以在我的网站下载http://ruiwencloud.xyz/functions/linset.sh），这个脚本是用来自动配置网卡、扩展硬盘空间、开启swap的，简单的介绍一下怎么使用。

1. 设置网卡：第一次开机后，以root用户登录，密码是ruiwencloud。进行如下操作

#给脚本运行权限
chmod +x rwset.sh
#设置网卡
./rwset.sh -n
#重启树莓派后生效，使用reboot命令重启，也可等扩展完硬盘后再重启
#reboot

网卡就配置成功了

2. 扩展硬盘：等待重启完成后，登录root用户。进行如下操作

#扩展硬盘空间
./rwset.sh -d
#直到显示 “Press ENTER to reboot”
敲击回车键，以重启树莓派，等到重启后继续登录root用户，在终端中输入以下命令完成扩充
resize2fs /dev/mmcblk0p2

硬盘就扩展完成了

3. 设置swap分区

#扩展分区，此过程可能较慢，请耐心等待1-2分钟
./rwset.sh -s

swap分区就设置成功了