Vmware虚拟机安装Ubuntu20.4系统及QEMU模拟ARM64 Linux

实验1-1：安装Ubuntu 20.04系统
目标：安装图形化Ubuntu系统，为后续实验提供基础环境。
1. 安装步骤：
   -下载镜像：从Ubuntu官网或清华镜像站获取Ubuntu 20.04 Desktop ISO文件。
   -制作启动盘：使用Rufus或UltraISO将ISO写入U盘，选择UEFI模式。
   -分区配置（关键）：
     EFI分区：500MB-1GB，逻辑分区，类型EFI。
     Swap分区：建议与物理内存相等（如8GB内存则分配8GB）。
     根分区（/）：至少20GB，Ext4格式。
     /home分区：剩余空间，存储用户数据。
   -完成安装：设置用户名、密码，选择时区，安装完成后更新系统（`sudo apt update && sudo apt upgrade）。

2. 快照管理：
   - 安装完成后创建名为“Ubuntu20-04”的快照，备注“原始干净的Ubuntu 20.04。

实验1-2：更换内核（内核编译与安装）
目标：编译新内核并替换原内核，理解内核模块管理。
1. 依赖安装：
   bash
   sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev bc

2. 内核编译：
   -获取源码：
     bash
     wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.tar.xz
     tar -xvf linux-5.15.tar.xz
     cd linux-5.15
    
   -配置与编译：
     bash
     make menuconfig  # 使用默认配置或手动调整
     make -j4         # 多线程编译加速
     sudo make modules_install && sudo make install
     
   -更新引导：`sudo update-grub`，重启后通过`uname -r`验证新内核版本。

3. 常见问题：
   -依赖缺失：如编译报错`libelf-dev not found`，需安装对应包。
   -启动失败：若新内核无法启动，重启选择旧内核进入系统，检查编译配置或日志（`/var/log/kern.log）。

快照管理：实验完成后创建快照“Ubuntu20-test1-1”，备注“更换新内核”。

实验1-3：使用QEMU运行Linux系统
目标：通过QEMU模拟器运行自定义Linux内核及根文件系统。
1. QEMU安装：
   bash
   sudo apt install qemu-system-x86 qemu-utils
  

2. 启动内核（需提前编译内核和根文件系统）：
   bash
   qemu-system-x86_64 -kernel ./bzImage -hda ./rootfs.img -append "root=/dev/sda console=ttyS0" -nographic
   
   -参数解析：
     -kernel：指定内核镜像。
     -hda：挂载根文件系统镜像。
     -append：内核启动参数，指定根设备为`sda`。

3. 问题解决：
   -根文件系统挂载失败：检查镜像格式（需为Ext4）及内核配置（启用`CONFIG_BLK_DEV_SD`）。
   -无输出：添加`-serial stdio`参数确保输出到终端。

实验1-4：创建根文件系统
目标：构建包含BusyBox的最小根文件系统。
1. BusyBox编译：
   bash
   git clone https://github.com/mirror/busybox.git
   cd busybox
   make menuconfig  # 启用静态编译（Build static binary）
   make -j4 && make install
   

2. 制作根文件系统镜像：
   bash
   dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=128
   mkfs.ext4 rootfs.img
   sudo mount rootfs.img /mnt
   sudo cp -r busybox/_install/* /mnt
   sudo mkdir /mnt/{etc,dev,proc,sys}
   sudo umount /mnt
   
   （需创建`/etc/inittab`和`/etc/init.d/rcS`配置文件，设置初始化脚本）。

实验1-6：编译ARM64最小系统
目标：交叉编译ARM64内核并运行于QEMU。
1. 交叉工具链安装：
   bash
   sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
   

2. 内核编译：
   bash
   export ARCH=arm64
   export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
   make defconfig && make -j4
   

3. QEMU启动：
   bash
   qemu-system-aarch64 -M virt -cpu cortex-a53 -m 1G -kernel ./arch/arm64/boot/Image -nographic
   
   （需配合ARM64根文件系统镜像，制作方法同实验1-4）。