wtp的博客

qemu搭建Linux学习环境

 
  • 2022年 08月24日

背景

最近在学习Linux的内核驱动，就想在Linux环境下搭建一个运行Linux的环境。了解到qemu可以满足我的需求，就折腾了一下。 参考1 参考2

环境

  • VM虚拟机
  • Ubuntu 20.04

安装

vm虚拟机和Ubuntu安装

参考链接

vbox虚拟机和ubuntu安装

参考链接

相关工具链

命令行终端下输入：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y git gnupg flex bison gperf build-essential \
zip curl zlib1g-dev gcc-multilib g++-multilib libc6-dev-i386 \
lib32ncurses5-dev x11proto-core-dev libx11-dev lib32z1-dev ccache \
libgl1-mesa-dev libxml2-utils xsltproc unzip u-boot-tools bc qemu qemu-system-arm

arm交叉编译工具

方法一(对版本没有要求)

使用apt直接安装

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

方法二(自己选择版本)

  1. 下载编译链，执行命令 arm交叉编译器下载地址
wget https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/arm-linux-gnueabi/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz

关于编译链的资料参考： arm交叉编译器gnueabi、none-eabi、arm-eabi、gnueabihf的区别

  1. 解压源码
tar -xjf gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz
  1. 添加环境变量，使你的编译链全局可用
gedit /etc/profile

在最后一行加入：

export PATH=$PATH:/qemu-lab/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin

该路径是你编译链加压后的编译工具所在的路径

  1. 保存退出后使该变量生效
source /etc/profile

Linux内核

  1. 新建linux-study-sample目录，后续所有操作都在这个目录下进行
mkdir linux-study-sample
cd linux-study-sample
  1. 下载 Linux内核下载地址
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/v5.x/linux-5.10.99.tar.xz
  1. 解压
tar -xvf linux-5.10.99.tar.xz
  1. 编译
cd linux-5.10.99
vi build.sh

把下面的内容加入脚本

export ARCH=arm
export EXTRADIR=${PWD}/extra
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
if [ -f ./extra ]; then
        echo "extra already exist!"
else
        mkdir extra
fi
make vexpress_defconfig
make zImage -j2
make modules -j2
make dtbs
cp arch/arm/boot/zImage extra/
cp arch/arm/boot/dts/*ca9.dtb   extra/
cp .config extra/

运行脚本，会编译Linux内核，并把生成文件拷贝到extra目录下

sh build.sh

根文件系统busybox

  1. 下载 解压
wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.30.1.tar.bz2
tar xvf busybox-1.30.1.tar.bz2
  1. 配置
cd busybox-1.30.1
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm menuconfig

编译时，可以选择静态编译，避免库的问题。 Settings ---> Build static binary(no shared libs)(NEW)

  1. 编译
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm -j4
  1. 安装
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm install
  1. 制作根文件系统 新建脚本 vi create_ext4_rootfs.sh
#!/bin/sh
busybox_folder="./busybox-1.30.1"
rootfs="rootfs"
img_name="disk.img"
echo $base_path
if [ ! -d $rootfs ]; then #判断文件是否存在
        mkdir $rootfs
fi
cp $busybox_folder/_install/*  $rootfs/ -rf
cd $rootfs
if [ ! -d proc ] && [ ! -d sys ] && [ ! -d dev ] && [ ! -d etc/init.d ]; then
        mkdir proc sys dev etc etc/init.d
fi
 
if [ -f etc/init.d/rcS ]; then
        rm etc/init.d/rcS
fi
echo "#!/bin/sh" > etc/init.d/rcS
echo "mount -t proc none /proc" >> etc/init.d/rcS
echo "mount -t sysfs none /sys" >> etc/init.d/rcS
echo "/sbin/mdev -s" >> etc/init.d/rcS
chmod +x etc/init.d/rcS


cd ../
#生成一个512M的镜像
if [ -f ./$img_name ]; then
        rm ./$img_name
fi
qemu-img create -f raw $img_name 512M

#把镜像格式化成ext4文件系统
mkfs -t ext4 ./$img_name

#将rootfs根目录中的所有文件复制到磁盘镜像中 操作步骤是：创建挂载点-挂载-复制文件-卸载。
if [ -f ./tmpfs ]; then
        rm ./tmpfs
fi
mkdir tmpfs
sudo mount -o loop ./$img_name tmpfs/
sudo cp -r $rootfs/* tmpfs/
sudo umount tmpfs

#使用file指令查看镜像
file $img_name

执行此脚本后，会在当前目录生成一个disk.img的文件系统镜像。

  1. Q&A
  • Q:stime error
/usr/bin/ld: libbb/lib.a(inet_common.o): in function `INET6_resolve':
inet_common.c:(.text.INET6_resolve+0x4a): 警告： Using 'getaddrinfo' in statically linked applications requires at runtime the shared libraries from the glibc version used for linking
/usr/bin/ld: coreutils/lib.a(mktemp.o): in function `mktemp_main':
mktemp.c:(.text.mktemp_main+0x98): 警告： the use of `mktemp' is dangerous, better use `mkstemp' or `mkdtemp'
/usr/bin/ld: networking/lib.a(ipcalc.o): in function `ipcalc_main':
ipcalc.c:(.text.ipcalc_main+0x231): 警告： Using 'gethostbyaddr' in statically linked applications requires at runtime the shared libraries from the glibc version used for linking
/usr/bin/ld: libbb/lib.a(inet_common.o): in function `INET_resolve':
inet_common.c:(.text.INET_resolve+0x4d): 警告： Using 'gethostbyname' in statically linked applications requires at runtime the shared libraries from the glibc version used for linking
/usr/bin/ld: networking/lib.a(inetd.o): in function `reread_config_file':
inetd.c:(.text.reread_config_file+0x254): 警告： Using 'getservbyname' in statically linked applications requires at runtime the shared libraries from the glibc version used for linking
/usr/bin/ld: networking/lib.a(netstat.o): in function `ip_port_str':
netstat.c:(.text.ip_port_str+0x50): 警告： Using 'getservbyport' in statically linked applications requires at runtime the shared libraries from the glibc version used for linking
/usr/bin/ld: util-linux/lib.a(rdate.o): in function `rdate_main':
rdate.c:(.text.rdate_main+0xff): undefined reference to `stime'
/usr/bin/ld: coreutils/lib.a(date.o): in function `date_main':
date.c:(.text.date_main+0x25b): undefined reference to `stime'
collect2: error: ld returned 1 exit status
Note: if build needs additional libraries, put them in CONFIG_EXTRA_LDLIBS.
Example: CONFIG_EXTRA_LDLIBS="pthread dl tirpc audit pam"
make: *** [Makefile:718：busybox_unstripped] 错误 1
  • A: 1.30.1有个bug，合入一个patch就可以了. patch地址

qemu运行Linux内核

cp disk.img ./linux-5.10.99/extra/
cd ./linux-5.10.99/extra/
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel zImage -dtb vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" -sd disk.img

上面三步执行完之后，就会在当前终端使用qemu运行Linux。运行之后如下图： run

退出qemu

快捷键Ctrl + a之后再按x即可退出

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