Ubuntu环境下使用qemu搭建arm64运行环境

一、安装qemu

sudo apt install qemu
安装成功后qemu- 提示

image.png

二、安装跨平台编译器

sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
安装后查看下版本
aarch64-linux-gnu-gcc -v

image.png

三、下载并编译linux kernel

git clone https://github.com/torvalds/linux.git
(*注意时间有些长要耐心等待)
下载完后进行编译
先调到自己需要的linux kernel版本
cd linux
git checkout v5.1

3.1、编译开始

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
(注:指定编译器)
make
make install

3.2、创建共享目录

$ mkdir kmodules

四、 编译root文件系统

下载busybox 地址 ： http://busybox.net/downloads/
我这下载的是 busybox-1.34.1 版本
cd busybox-1.34.1

4.1、指定工具链

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

4.2、配置

make menuconfig
注:此时应该全屏，然后进入配置页面, 设置成静态编译
Settings --->
[*] Build static binary (no shared libs)

4.3、编译安装

make
make install

4.4、完善其他目录结构 上面我们编译安装完成之后会在busybox源码目录的_install目录下生成必要的一些文件：

$ ls
bin linuxrc sbin usr
可以看到都是一些命令相关的文件已经作为init进程的linuxrc，缺少其他的一些配置文件等目录，所以需要进一步完善。
我们来创建其他需要的目录：
mkdir dev etc lib sys proc tmp var home root mnt
我们主要需要更新etc、dev和lib目录：

4.4.1. 对于etc目录的更新：

添加profile文件：
#!/bin/sh
export HOSTNAME=liebao
export USER=root
export HOME=/home
export PS1="[HOSTNAME \W]# "
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin
LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export PATH LD_LIBRARY_PATH
可以看到我们自定义了命令提示符，cd进入了我们制定的家目录homes,导出了环境变量。

添加inittab文件：
::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/bin/umount -a -r
这个是init进程解析的配置文件，通过这个配置文件决定执行哪个进程，何时执行。

添加fstab文件：
#device mount-point type options dump fsck order
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
kmod_mount /mnt 9p trans=virtio 0 0
指定挂载的文件系统。

创建init.d目录：
mkdir init.d
init.d下添加rcS文件：
mkdir -p /sys
mkdir -p /tmp
mkdir -p /proc
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
到此我们etc下的文件都制作好了,目录结构如下：
$ tree
.
├── fstab
├── init.d
│ └── rcS
├── inittab
└── profile
1 directory, 4 files

4.4.2、制作dev下必要文件：

cd dev/
sudo mknod console c 5 1
制作lib下必要文件：为了支持动态编译的应用程序的执行，根文件系统需要支持动态库，所以我们添加arm64相关的动态库文件到lib下：
cd lib
cp /usr/aarch64-linux-gnu/lib/.so -a .
对库文件进行瘦身（去除符号表和调试信息）,使得库文件变小：
aarch64-linux-gnu-strip *
至此，我们的最小的根文件系统已经全部制作完成！

4.5、制作磁盘文件

cd busybox
dd if=/dev/zero of=rootfs_ext4.img bs=1M count=256
mkfs.ext4 rootfs_ext4.img
mkdir -p tmpfs
mount -t ext4 rootfs_ext4.img tmpfs/ -o loop
cp -af _install/* tmpfs/
umount tmpfs
rm -rf tmpfs
chmod 777 rootfs_ext4.img

5.开始启动

cd linux
qemu启动命令
qemu-system-aarch64 -machine virt -cpu cortex-a57 -machine type=virt -m 512 -smp 1 -nographic
-kernel arch/arm64/boot/Image
-drive format=raw,file=../busybox/rootfs_ext4.img
-append "noinitrd root=/dev/vda rw console=ttyAMA0 loglevel=8"
-fsdev local,id=kmod_dev,path=$PWD/kmodules,security_model=none
-device virtio-9p-device,fsdev=kmod_dev,mount_tag=kmod_mount
启动后页面

image.png

(命令参数介绍)Linker option :
-cpu 指定处理器的架构
-smp 指定处理器的个数
-m 指定内存的大小
-nographic 不启动图形界面
-kernel 指定编译生成的内核镜像的存放位置
-append 是内核启动的附加
-drive 指定之前制作生成的根文件系统的镜像位置

6. 共享文件夹的使用

前面已经支持了主机和 qemu 上的系统共享目录，这个目录就是kmodules目录：通过mount可以查看被挂载到了ｑｅｍｕ上的系统的/mnt目录下
在主机的内核源码目录的kmodules目录中echo一个文件：
cd linux/kmodules
$ echo "Hello QEMU" > test.txt
然后进入到我们启动ｑｅｍｕ的内核根文件系统的/mnt目录：
[root@liebao ]# cd /mnt/
[root@liebao mnt]# ls
[root@liebao mnt]# ls
test.txt
[root@liebao mnt]#
[root@liebao mnt]# cat test.txt
Hello QEMU