Qemu模拟ARM Linux平台
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 [email protected]: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
- 配置
initramfs，在inittramfs source file中填入_install； - 清空
Default kernel command string； - 配置
memory split为3G/1G user/kernel split； - 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"