文章目录

• Qemu运行ARM内核
• • 参考
  • 下载安装QEMU
  • • 下载
    • 安装
    • 查看安装结果
  • 编译内核
  • • 下载
    • 配置：
    • 编译内核：
    • Qemu试运行
  • 制作根文件系统
  • • 下载busybox
    • 配置
    • 安装根文件系统
    • 编译内核
  • Qemu启动
  • 退出Qemu
• 使用gdb到Qemu调试内核
• Qemu运行ARMv8平台

Qemu运行ARM内核

参考

Qemu搭建ARM平台(SD卡存根文件系统)

Busybox 使用总结

《奔跑吧！linux内核》

下载安装QEMU

安装交叉编译工具：
sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabi

下载

从网址下载：download.qemu.org
解压：tar -xvf qemu-7.2.0.tar.xz

或者sudo apt install qemu-system-arm

安装

安装依赖库和软件包：

 sudo apt-get install zlib1g-dev 
 sudo apt-get install libglib2.0-0
 sudo apt-get install libglib2.0-dev
 sudo apt-get install libtool
 sudo apt-get install libsdl1.2-dev
 sudo apt-get install autoconf

进入目录，创建build

 cd qemu-7.2.0/
 mkdir build
 cd build/

配置、编译、安装

 ../configure --target-list=arm-softmmu --audio-drv-list=
 make
 make install

ERROR: Cannot find Ninja时：sudo apt-get install ninja-build
ERROR: meson setup failed时:sudo apt-get install libpixman-1-dev

查看安装结果

命令	含义
qemu-system-arm --version	查看qemu版本
qemu-system-arm -M help	查看支持的ARM开发板

编译内核

qemu-system-arm -M help命令列出的Versatile Express是ARM公司提供，现选择改平台学习

下载

网址下载：https://www.kernel.org/

或者github稳定版仓库：git clone git@github.com:gregkh/linux.git
(https://github.com/gregkh/linux)

配置：

设置环境变量

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

或者：
在Makefile中添加：

ARCH=arm 
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

make vexpress_defconfig O=./object

make menuconfig -j4 O=./object

编译内核：

生成.config文件
make vexpress_defconfig
编译
make zImage -j4
编译驱动
make modules -j4
编译设备树
make dtbs

生成了编译文件：

arch/arm/boot/zImage
arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb

 cp arch/arm/boot/zImage ~/qemu
 cp arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb ~/qemu

Qemu试运行

在qemu目录：

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp 4 -m 1024M -kernel ./zImage -dtb ./vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8"
    -M          指定开发板
    -m          指定内存大小
    -kernel     指定内核文件
    -dtb        指定dtb文件
    -nographic  指定不需要图形界面
    -append     指定扩展显示界面，串口或者LCD

出现Kernel panic是因为没有挂载rootfs

制作根文件系统

下载busybox

网址下载：https://busybox.net/downloads/

配置

设置环境变量

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

make manuconfig
进入manuconfig后，配置成静态编译

Busybox Settings --->
    Build Option --->
        [*]Build Busybox as a static binary(no shared libs)

make
make install
出现如下信息表示编译成功：

--------------------------------------------------
You will probably need to make your busybox binary
setuid root to ensure all configured applets will
work properly.
--------------------------------------------------

编译完成之后，生成的目标文件默认在./_install目录，这个目标文件目录就是下边要制作根文件系统需要用到的工具：

$ ls _install/
bin  linuxrc  sbin  usr

或者直接使用CONFIG_PREFIX指定安装目录：make CONFIG_PREFIX=/.../rootfs/ install

安装根文件系统

复制_install目录到linux kernel目录
进入_install目录，执行:

mkdir etc
mkdir dev
mkdir mnt
mkdir -p etc/init.d/

在etc/init.d/新建rcS文件，写入：

mkdir -p /proc 
mkdir -p /tmp 
mkdir -p /sys 
mkdir -p /mnt
/bin/mount -a
mkdir -p /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug 
mdev -s

在etc，新建fstab，写入：

proc /proc proc defaults 0 0 
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0 
sysfs /sys sysfs defaults 0 0 
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0
debugfs /sys/kernel/debug debugfs defaults 0 0

在etc，新建inittab，写入：

::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/bin/umount -a -r

在dev目录新建设备节点：sudo mknod console c 5 1 sudo mknod null c 1 3

编译内核

cd linux-4.13.304
设置环境变量

export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

make vexpress_defconfig
make manuconfig

1. 配置initramfs，在inittramfs source file 中填入_install；
2. 清空Default kernel command string；
3. 配置memory split为3G/1G user/kernel split；
4. 打开高端内存

General setup --->
    [*]Initial RAM filesystem and RAM disk(initramfs/initrd) support
     (_install)Initramfs source file(s)
Boot options -->
    ()Default kernel command string
Kernel Features --->
    Memory split (3G/1G user/kernel split) ---> 
    [*]High Memory Support

编译kernel：
make
make zImage -j4
make dtbs

Qemu启动

cp arch/arm/boot/zImage ~/qemu
cp arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb ~/qemu
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp 4 -m 1024M -kernel ./zImage -dtb ./vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8"

启动的命令太长，可以编成脚本：

#! /bin/sh
qemu-system-arm -M vexpress-a9 \
-smp 4 \
-m 1024M \
-kernel ./zImage \
-dtb ./vexpress-v2p-ca9.dtb \
-nographic \
-append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8"

退出Qemu

在另一个终端关闭QEMU平台：killall qemu-system-arm

或者：

放开Ctrl + A
再按X

使用gdb到Qemu调试内核

下载ARM gdb：
sudo apt install gdb-multiarch

旧版sudo apt-get install gdb-arm-none-eabi

确保编译的内核包含调试信息：

Kernel hacking --->
    Compile-time checks and compiler options --->
        [*] Compile the kernel with debug info

重新编译内核，使用如下命令开启模拟：

qemu-system-arm -nographic -M vexpress-a9 -m 1024M -kernel ./zImage -append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8" -dtb ./vexpress-v2p-ca9.dtb -S -s

• -S:表示 OEMU 虚拟机会冻结 CPU，直到远程的 GDB输入相应控制命令。
• -s:表示在 1234 端口接受 GDB的调试连接。

在另外一个超级终端中启动 ARM GDB。在内核源码根目录下：
gdb-multiarch --tui vmlinux
输入c，进入调试

# 通过1234端口连接到qemu
target remote localhost:1234
# 在内核的start_kernel处设置断点
b start_kernel
c

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lOXNVtEc-1675492657489)(https://note.youdao.com/yws/api/personal/file/WEB5a79a4608fbe7fdebbf8c2096a4ef84c?method=download&shareKey=1b1e96ae4ce7e1745b77844ae797d298)]

Qemu运行ARMv8平台

Qemu运行ARMv8平台

安装sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu

# 修改busybox和linux kernel的Makefile
ARCH=arm64
CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

在busybox：

执行
make menuconfig  #确保为静态编译
make install 
# cp _install ../linux-4.14.304 -rf

在linux kernel路径：

make menuconfig #编译配置，参考下述内容

# 其他配置和arm配置一样修改。
Kernel Features -->
	Page size (4KB) --->
		Virtual address space size (48-bit) --->    # 原39-bit

make -j4

启动Qemu：
qemu-system-aarch64 -machine virt -cpu cortex-a57 -machine type=virt -nographic -m 2048 -smp 2 -kernel arch/arm64/boot/Image --append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0"