Ubuntu系统下QEMU环境搭建

Posted 2021-03-11 From_Zero

（这篇文章是在搭建QEMU环境时，在网上找到了一些教程资料，并在实际操作中遇到的一些问题的整理）

下载Linux内核

下载内核有两种方法，一种是用git直接下载内核代码树，方便后面的内核开发。另一种是直接到内核社区下载稳定版本（详见：https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/）。

下面演示从Linux kernel主线下载代码进行编译。

使用命令：git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git

但是亲测这条命令超级慢，因此又百度得到了以下的解决办法：

方法一

第一步：使用nslookup查找github对应的IP地址

nslookup github.com

nslookup github.global.ssl.fastly.Net

第二步：将第一步中的结果加入/etc/hosts文件中

#用vim打开hosts文件

sudo vim /etc/hosts

在下图位置上加入两行，保存并退出。

 

第三步：刷新DNS缓存

sudo /etc/init.d/networking restart

第四步：重启系统

sudo reboot

但是以上方法还是挺慢的，又找到了以下方法。

方法二

使用wget命令，看下自己需要的linux内核版本，然后在下边的链接中可以进行更改：

sudo wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.19.82.tar.xz

sudo xz -d linux-4.19.82.tar.xz

sudo tar -xvf linux-4.19.82.tar

 

安装arm的交叉编译工具链

“想必做嵌入式开发的朋友，对交叉编译工具链不陌生。”行吧，我没做过嵌入式开发，也不晓得交叉编译工具链是个啥。网上找到了如下参考资料，写的很详细，格式一目了然，赞赞赞。

交叉编译工具链（详解）：https://www.cnblogs.com/coolYuan/p/9037660.html

了解清楚之后，继续干正事。

如果你订制一个交叉编译工具链，建议你使用crosstool-ng开源软件来构建。

但在这里建议直接安装arm的交叉编译工具链：

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi

在执行apt-get install命令时遇到了以下问题：

 

这表示有进程占用，解决方法有两个：

第一：强制解锁，输入以下两条命令即可（注意顺序）

sudo rm /var/lib/dpkg/lock

sudo rm /var/cache/apt/archives/lock

第二：使用命令ps -e | grep apt查看哪个进程在使用命令apt-get，找到之后将这个进程杀死即可。sudo kill ****（进程号）。

 

编译Linux内核

生成vexpress开发板子的config文件：

（等等，这里要插一句为啥是这个板子，因为qemu模拟得最好的arm芯片，就是ARM公司的vexpress A9开发板了）

首先进入到Linux内核的安装路径，打开终端，输入以下命令：

make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm vexpress_defconfig

编译：make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm

生成的内核镜像位路径arch/arm/boot/zImage下，后续qemu启动时需要使用该镜像。

 

下载和安装qemu模拟器

方法一：

下载高版本qemu：可以根据自己的情况自行选择需要的qemu的版本

wget http://wiki.qemu-project.org/download/qemu-2.0.2.tar.bz2

配置qemu前，需要安装几个软件包：

sudo apt-get install zlib1g-dev

sudo apt-get install libglib2.0-0

sudo apt-get install libglib2.0-dev

配置qemu，支持模拟arm架构下的所有单板：./configure --target-list=arm-softmmu --audio-drv-list=

编译和安装：

make

make install

方法二：两条命令完事。不过可能也有其他问题，自行百度。

sudo apt-get update

sudo apt-get install qemu

即可。

测试是否安装成功：qemu-arm --version

 

测试qemu和内核能否运行成功

到这里，恭喜你，qemu已经安装好了，内核也编译成功了，所以现在需要测试一下，看看编译出来的内核是否OK，或者qemu对vexpress单板支持是否够友好。

运行命令很简单：

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/zImage -dtb  /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "console=ttyAMA0"

这里的/path/to/kernel/dir/是内核的下载目录，或者编译目录。

如果看到内核启动过程中的打印，说明前面的搭建是成功的。

 

 

 这里简单介绍下qemu命令的参数：

-M vexpress-a9 模拟vexpress-a9单板，你可以使用-M ?参数来获取该qemu版本支持的所有单板

-m 512M 单板运行物理内存512M

-kernel /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/zImage  告诉qemu单板运行内核镜像路径

-nographic 不使用图形化界面，只使用串口

-append "console=ttyAMA0" 内核启动参数，这里告诉内核vexpress单板运行，串口设备是哪个tty。

如果搭建其它单板，需要注意内核启动参数的console=参数值，同样地，可从生成的.config文件中找到。

 

制作根文件系统

上边内核启动最后报了一个panic，意思是说不能挂载根文件系统，所以咱们这不就开始搞一搞根文件系统的事情了么。首先，根文件系统是啥呀？

根文件系统首先是一种文件系统，该文件系统不仅具有普通文件系统的存储数据文件的功能，但是相对于普通的文件系统，它的特殊之处在于，它是内核启动时所挂载（mount）的第一个文件系统，内核代码的映像文件保存在根文件系统中，系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后从中把一些初始化脚本（如rcS,inittab）和服务加载到内存中去运行。

参考链接：https://blog.csdn.net/yym6789/article/details/88194329

第一步：下载、编译、安装busybox

wget http://www.busybox.net/downloads/busybox-1.31.1.tar.bz2

make defconfig    #注意，要进入busybox的下载路径

make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

make install CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

安装完成后，会在busybox目录下生成_install目录，该目录下的程序就是单板运行所需要的命令。

第二步：形成根目录结构

先在Ubuntu主机环境下，形成目录结构，里面存放的文件和目录与单板上运行所需要的目录结构完全一样，然后再打包成镜像（在开发板看来就是SD卡），这个临时的目录结构称为根目录

 

1. 创建rootfs目录（根目录），根文件系统内的文件全部放到这里

mkdir -p rootfs/{dev,etc/init.d,lib}

2. 拷贝busybox命令到根目录下：sudo cp busybox-1.31.1/_install/* -r rootfs/

3. 从工具链中拷贝运行库到lib目录下

sudo cp -P /usr/arm-linux-gnueabi/lib/* rootfs/lib/

4. 创建4个tty端终设备

sudo mknod rootfs/dev/tty1 c 4 1

sudo mknod rootfs/dev/tty2 c 4 2

sudo mknod rootfs/dev/tty3 c 4 3

sudo mknod rootfs/dev/tty4 c 4 4

第三步：制作根文件系统镜像

1. 生成32M大小的镜像 ：dd if=/dev/zero of=a9rootfs.ext3 bs=1M count=32

2. 格式化成ext3文件系统mkfs.ext3 a9rootfs.ext3

3.  将文件拷贝到镜像中

sudo mkdir tmpfs

sudo mount -t ext3 a9rootfs.ext3 tmpfs/ -o loop

sudo cp -r rootfs/*  tmpfs/

sudo umount tmpfs

第四步：系统启动运行

完成上述所有步骤之后，就可以启动qemu来模拟vexpress开发板了，命令参数如下：

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/zImage -dtb  /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "root=/dev/mmcblk0  console=ttyAMA0" -sd a9rootfs.ext3

最后是这样的：应该是成功了吧。

 

 

以上内容主要参考以下两个教程：

1，https://www.cnblogs.com/edver/p/6001786.html

2，https://blog.csdn.net/linyt/article/details/42504975

Linux文件系统详解：

https://www.cnblogs.com/alantu2018/p/8461749.html