配置树莓派linux的内核和编译并将镜像拷贝至树莓派

驱动代码的编写需要一个提前编译好的内核，编译内核就必须配置，配置的最终目标会生成.config文件，该文件指导makefile去把有用的东西组织成内核。
如何生成.config文件：
第一种方式：
厂家配linux内核源码，比如说买了树莓派，现在要研发树莓派的底层，厂家会提供树莓派linux内核源码，直接cp 厂家.config .config
第二种方式：
make menuconfig 一项项配置，通常是基于厂家的config来配置的。
第三种方式：
完全自己来
如何配置树莓派linux的内核：
1、配置config
linux源码中有很多工程：
树莓派1的工程是bcmrpi_defconfig；
树莓派2、3的工程是bcm2709_defconfig。

1.1、获取当前树莓派的config

ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make bcm2709_defconfig
//ARCH是指定是arm架构
//CROSS_COMPILE指定编译器是arm-linux-gnueabihf-（不同架构用不同的编译器）
//KERNEL是树莓派里特别指定的
//用的config是bcm2709_defconfig

运行结果如下图：

feng@ubuntu:~/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y$  ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make bcm2709_defconfigHOSTCC  scripts/basic/fixdepHOSTCC  scripts/kconfig/conf.oSHIPPED scripts/kconfig/zconf.tab.cSHIPPED scripts/kconfig/zconf.lex.cHOSTCC  scripts/kconfig/zconf.tab.oHOSTLD  scripts/kconfig/conf
#
# configuration written to .config//将厂家的config变成了.config
#

此命令功能是获取bcm2709_defconfig的配置到 .config里。
我们可以直接用工程里的配置，但这样的话可能会丢失原来使用的树莓派的配置，这里提供一个方法可以获取当前正在使用的树莓派的config。
出现上图内核配置已完成！下一步内核的编译。
编译:
安装必要的库：

sudo apt-get install bc
sudo apt-get install libncurses5-dev libncursesw5-dev
sudo apt-get install zlib1g:i386
sudo apt-get install libc6-i386 lib32stdc++6 lib32gcc1 lib32ncurses5

1、执行menuconfig

ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make menuconfig

在这里插入图片描述

如果没什么改的就不用执行这一步。

2、编译

ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make -j4 zImage modules dtbs 
//-j4指定用多少电脑资源来编译，4是4进程。
//zImage是生成内核镜像
//modules要生成驱动模块
//dtbs是生成配置文件

以n进程编译。不指明几进程的话则默认以单进程编译，编译成功后，看到源码树多了vmlinux（没有压缩的linux），失败则无此文件，成功后目标文件zImage镜像在arch/arm/boot底下。

3、打包zImage文件成树莓派可用的xxx.img
直接用linux源码包里的工具：

./scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage ./kernel_new.img
//scripts是一个脚本文件夹，其中的mkknlimg会将zImage打包成kernel_new.img

在本目录生成一个kernel_new.img文件，这个文件就是要放到sd卡中的文件。
注：网上很多地方说的用 tools/mkimage/imagetool-uncompressd.py 的方法不行！！

镜像的拷贝：

一、挂载树莓派sd卡，并安装编译出的DIRECTLY 到sd卡
把树莓派的sd卡插入ubuntu系统电脑，树莓派的sd卡有两个分区：
一个fat分区，是boot相关的内容，kernel的img文件就放在这个分区里；
一个是ext4分区，也就是系统的根目录分区。

我们生成的文件涉及到这两个分区的内容，一般插入ubuntu后会自动挂载，fat分区可以不用root权限操作，ext4分区需要root权限操作。

两个分区具体挂载在什么地方可以自己决定，以下用[fat]表示boot挂载的路径，[ext4]表示ext4挂载的路径。

二、挂载
插入sd卡输入dmesg去查看内核的信息，如有设备接入，内核会打印一些驱动方面的信息，如图：会看到两个分区，sdb1和sdb2
在这里插入图片描述

数据拷贝：

mkdir data1
mkdir data2
//创建两个文件夹，对应stb1和stb2

挂载U盘：

sudo mount /dev/sdb1 data1  一个是fat分区，是boot相关的内容，kernel的img
sudo mount /dev/sdb2 data2  一个是ext4分区，也就是系统的根目录分区
//将dev下的sdb1和sdb2分别挂载到data1和data2

如图，可以看到sd卡中的文件以挂载到data1和data2：
在这里插入图片描述

三、开始拷贝
1、安装modules（也是编译生成的，主要是设备驱动文件，比如：hdmi，usb，wifi…）

sudo ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make INSTALL_MOD_PATH=[ext4] modules_install
//其中的[ext4]是根据自己挂载的文件名称填写，是存放根目录的文件夹路径。
演示：
sudo ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make INSTALL_MOD_PATH=/home/feng/data2 modules_install

安装后如图：
在这里插入图片描述
2、可以考虑先备份（防止拷贝失败，树莓派不能开机）如图：

然后更新 kernel.img 文件，再将新生成的镜像文件拷贝到data1，其名为kernel7.img，将原来的（kernel7.img）覆盖掉，前面已经用 mkknlimg 工具打包了kernel_new.img文件了，把它复制到boot分区并配置使用即可：

cp kernel_new.img [fat]/

3、复制其他相关文件（这些是配置文件，为了能够加载驱动等）

cp arch/arm/boot/dts/.*dtb* [fat]/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/.*dtb* [fat]/overlays/
cp arch/arm/boot/dts/overlays/README [fat]/overlays/
//*dtb*中的*是通配符就是以.开头以dtb在中间这种形式的文件，.和dtb之间的东西不管，dtb后有什么字符也不管。

在这里插入图片描述

更新完成后插回树莓派即可开机，可以通过串口开机（可以看操作系统是否起来了），开机后可以用 uname -a 命令查看kernel信息已经改变。

驱动加载的两种方式：

* 编译内核 zImage包含了驱动
M 模块方式生成驱动文件xxx.ko 系统启动后，通过命令inmosd xxx.ko加载

指令补充：

dmesg
//查看硬件底层的一些连接数据

feng@ubuntu:~/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y$ du kernel_new.img
4828	kernel_new.img
feng@ubuntu:~/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y$ du kernel_new.img -h
4.8M	kernel_new.img
feng@ubuntu:~/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y$ md5sum kernel_new.img
6350420d173bddfe02f4d8f81791e91f  kernel_new.img
feng@ubuntu:~/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y$ md5sum /home/feng/data1/kernel7.img 
6350420d173bddfe02f4d8f81791e91f  /home/feng/data1/kernel7.img
feng@ubuntu:~/SYSTEM/linux-rpi-4.14.y$ 
//du指令查看文件的大小，-h是以兆为单位显示
//每个文件都有它唯一的的编码号就是md5sum的值，在拷贝时若发生损坏则md5sum的值会发生改变，可以用其验证是否烤坏。