QEMU 開發環境搭建

jiang010發表於2020-10-15

在手頭沒有開發板的情況下，可以自己搭建一個QEMU開發板來除錯kernel，通過在網上的一番搜尋，成功搭建了vexpress-a9的qemu開發環境。

準備工作

1. Linux kernel 3.16.2

這裡用到3.16.2版本的kernel主要是由於剛開始我用4.8.0版本的kernel沒有啟動成功。下載地址：https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.16.2.tar.xz。defconfig檔案為vexpress_defconfig。

2. 交叉編譯工具鏈

這裡我使用了linaro的工具鏈。下載地址：https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/4.9-2017.01/arm-linux-gnueabi/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz。

3. busybox

busybox用來建立rootfs。下載地址：https://busybox.net/downloads/busybox-1.32.0.tar.bz2。

4. eglibc

eglibc用於建立roofs中的c庫。下載地址：https://releases.linaro.org/archive/14.08/components/toolchain/eglibc-linaro/eglibc-linaro-2.19-2014.08.tar.bz2。

安裝編譯工具鏈

mkdir -p ~/toolchain
cp gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz ~/toolchain
cd ~/toolchain
xz -d gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz
tar -xf gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar
export PATH:~/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin:$PATH

編譯kernel

可以建立一個build.sh來編譯kernel。

#!/bin/bash
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
mkdir OUT
make O=OUT mrproper
make O=OUT vexpress_defconfig
make zImage O=OUT -j32
make dtbs O=OUT

編譯eglibc

mkdir -p ~/eglibc
cp eglibc-linaro-2.19-2014.08.tar.bz2 ~/eglibc
mkdir -p ~/eglibc/source ~/eglibc/build/install
cd ~/eglibc
tar -jxf eglibc-linaro-2.19-2014.08.tar.bz2 -C ~/eglibc/source
cd build
../source/eglibc-linaro-2.19-2014.08/configure --host=arm-linux-gnueabi  --prefix=~/eglibc/build/install CC=arm-linux-gnueabi-gcc #注意這裡--prefix需要用絕對路徑
make -j32
make install

編譯busybox

關於編譯busybox網上有很多教程。為了提供製作的成功率，可以將busybox編譯成靜態的binary。可以參考：https://blog.csdn.net/kunkliu/article/details/85453924。

製作rootfs

將eglibcb編譯後的install目錄中的lib目錄下的動態庫全部複製到上一步驟中編譯busybox生成的lib目錄中。然後按照如下指令碼中的步驟執行：

sudo rm -rf rootfs
sudo rm -rf tmpfs
sudo rm -f a9rootfs.ext4
sudo mkdir rootfs
sudo cp _install/*  rootfs/ -raf # 這裡的_install目錄為busybox最終編譯的目錄
mkdir -p rootfs/{lib,proc,sys,tmp,root,var,mnt}
sudo cp examples/bootfloppy/etc rootfs/ -arf # examples目錄為busybox原始碼下的一個目錄
sudo rm rootfs/lib/*.a
sudo mkdir -p rootfs/dev rootfs/tmp rootfs/sys rootfs/proc
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
sudo mknod rootfs/dev/console c 5 1
sudo mknod rootfs/dev/null c 1 3

sudo dd if=/dev/zero of=a9rootfs.ext4 bs=1M count=128
sudo mkfs.ext4 a9rootfs.ext4
sudo mkdir -p tmpfs
sudo mount -t ext4 a9rootfs.ext4 tmpfs/ -o loop
sudo cp -r rootfs/*  tmpfs/
sudo umount tmpfs

/etc/profile 內容:

# /etc/profile: system-wide .profile file for the Bourne shells

USER="`id -un`"                                                                
LOGNAME=$USER
HOSTNAME=`/bin/hostname`
HOME=/root
PS1="[$USER@$HOSTNAME \W]\# "
PATH=$PATH
LD_LIBRARY_PATH=/lib:/usr/lib:$LD_LIBRARY_PATH

/etc/inittab內容：

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

/etc/fstab內容：

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

/etc/group內容：

root:x:0:

/etc/passwd內容：

root:x:0:0:root:/root:/bin/sh

啟動qemu

經過上面的步驟我們可以得到了：

kernel映象：zImage

dtb檔案：vexpress-v2p-ca9.dtb

rootfs映象：a9rootfs.ext4

啟動命令如下：

qemu-system-arm -nographic -M vexpress-a9 -m 512M -kernel zImage -append "init=/linuxrc root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0" -drive if=sd,index=0,file=a9rootfs.ext4  -dtb vexpress-v2p-ca9.dtb