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 14.04。

(2)连接树莓派查询系统版本

命令： uname -a

说明：方式很多，可以只接在Raspberry Pi桌面系统中的终端输入此命令查询;也可以在windows环境下使用SSH远程登陆树莓派查询;也可以再Linux环境下远程登陆树莓派进行查询。我选择的是后一种情况，因为我的Linux环境是真机安装。

在Linux下安装Putty：

命令：sudo apt-get install putty

安装完成后，就可以直接可以使用了。

执行命令： sudo putty

如下图：

如上图所示，界面和再windows环境下的一模一样，所以直接登陆即可，后查询到所使用的树莓派系统的版本好，如下图：

如上图可知，我的Raspber Pi系统为Linux raspberrypi 4.1.12-v7+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，如下图：

链接地址为：https://github.com/raspberrypi

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-4.1.y

如下图：

如上图，即为4.1版本的内核源码了，如果为其他版本可以再下拉框自行选择。将其克隆下来：

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

如果网络不稳定或较慢的话，直接选择Download ZIP下载压缩包即可，下载成功后再解压。因为git不支持断点下载。

不过不知道出了什么问题，我直接下载的zip压缩文件有问题，不能编译通过，所以只能使用克隆的方式。

(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，如下图：

链接地址：https://github.com/raspberrypi/tools/tree/master/arm-bcm2708

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(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4.8.3版本，并且更新时间为2014年3月3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逼着树莓派系统的编译器版本是同一个版本，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。我现在的环境是32bit的环境，再记录本文前，我已经使用64bit PC平台编译过了!没问题。

(3)安装编译工具链

在这里我并没有将gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian编译工具链安装在我的环境上，因为我已经安装过其他版本的用来开发其他产品的工具了。为了不引起冲突，我不进行这一套工具链的安装，而是直接选择简单暴力的方式，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：

没错，我直接添加了绝对路径的交叉编译工具链，但是为了能够还原，所以我对原始的进行了备份。这和将编译器安装再环境中是等价的，只是这个比较简单粗暴。

5.开始编译

(1)执行命令：make bcm2835_defconfig

在这里以bcm2835_defconfig举例，主要是生成.config配置文件。可以自行选择合适的，或者拷贝树莓派系统里的，上面也讲到了获取树莓派系统配置的文件,如果使用从树莓派copy过来的.config文件，则此步省略!

(2)执行命令： KERNEL=kernel7

(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，等待成功吧。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/wrw/目录下(madia目录为PC平台下根目录下的子目录，wrw为当前登陆用名子=字的子目录)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/wrw/boot/ 切换到目录，

执行命令：sudo cp *.elf *.bin ~/Reapberry_Pi/kernel/backup/

执行命令：ls ~/Reapberry_Pi/kernel/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/wrw/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/wrw/boot目录下执行命令：sudo vim config.txt

如下图：

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/wrw/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“13d368bf-6dbf-4751-8ba1-88bed06bef77”，不过名字不是重要的。

执行命令：sudo cp -r vc/ /media/wrw/13d368bf-6dbf-4751-8ba1-88bed06bef77/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 ../../../kernel/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/wrw/13d368bf-6dbf-4751-8ba1-88bed06bef77/

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。