arm32/64 on qemu

原创

已于 2022-05-02 22:00:40 修改 · 1.5k 阅读

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#qemu #arm

于 2021-11-22 21:59:32 首次发布

本文详细介绍了在ARM和Aarch64平台上使用Busybox编译，构建文件系统镜像，验证启动方式，包括cpio和hda/SD9p/9pshare，并配合QEMU进行网络配置和Buildroot构建的教程。

1 base on arm

info
- arm-linux-gnueabihf-gcc (Linaro GCC 7.5-2019.12) 7.5.0
- linux-5.10
- busybox-1.34.1
- QEMU emulator version 6.2.0

linux

编译
- make distclean; make clean
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- vexpress_defconfig
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
  - - Kernel hacking > printk and dmesg options
      
      Show timing information on printks #打印时间
      
      Enable dynamic printk() support #打开动态debug机制
    - Device Drivers > Generic Driver Options
      
      Support for uevent helper #支持热插拔
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4
验证
- qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic
- qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -nographic

文件系统 init.c

//init.c
#include <stdio.h>

void main()
{
   
   
	printf("\033[1;36m Hello qemu！\033[m\n");  //打印一串亮青色的字体
	while(1);
}

采用静态库编译： arm-linux-gnueabihf-gcc -static -o init init.c

linux2.6 内核支持两种格式的 initrd（虚拟文件系统），一种是 linux2.4 内核那种传统格式的文件系统镜像 image-initrd，其核心文件就是 /linuxrc

另外一种格式的 initrd 是 cpio 格式的，这种格式的 initrd 使用 cpio 工具生成，其核心文件不再是 /linuxrc，而是 /init，本文将这种 initrd 称为 cpio-initrd。

将init制作成cpio镜像

echo init | cpio -o --format=newc > initramfs

验证

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -initrd …/initramfs
qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -nographic -initrd …/initramfs
停止qemu：ctrl + a，x（组合键ctrl+a，之后再按x）

busybox

使用静态库方式编译

编译

make distclean; make clean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
- Settings —>
  - [*] Build static binary (no shared libs) #使用静态库
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
- 生成结果位于：当前根目录下的_install文件夹下
- 备注：默认安装到根目录下的_install，若想更改，可以通过menuconfig里面的选项更改

文件系统镜像

根目录构建

mkdir -p rootfs/{
       
       dev,etc/init.d,lib,proc,sys}   #创建根目录

cp -raf busybox-1.34.1/_install/* rootfs        #拷贝busybox命令到根目录

sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty1 c 4 1         #创建4个tty端终设备
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty2 c 4 2
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty3 c 4 3
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty4 c 4 4
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/console c 5 1      #创建console字符设备
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/null c 1 3         #创建null 字符设备

# vim rootfs/etc/init.d/rcS   #输入如下内容
#!/bin/bash
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys
/sbin/mdev -s
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug      #支持热插拔
#
sudo chmod +x rootfs/etc/init.d/rcS

制作启动镜像
- 注意：一定要在rootfs目录下执行，否则会失败
- cd rootfs;find ./ | cpio -o --format=newc > …/rootfs.img #制作成cpio镜像

验证

启动
- qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -append “root=/dev/ram rdinit=sbin/init console=ttyAMA0” -nographic -initrd …/rootfs.img
- qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -append “root=/dev/ram rdinit=sbin/init console=ttyAMA0” -nographic -initrd …/rootfs.img
执行demo
- code：https://gitee.com/tianzong2019/bookcode/blob/drv/6.chardev/example
- 编译后执行，若需要手动创建节点，可通过如下实现
  - 加载设备
    - insmod mdrv.ko
    - mknod /dev/miscdev c 10 2
      - /dev/miscdev 设备节点名称
      - c b和c 分别表示块设备和字符设备
      - 10 MAJOR表示主设备号
      - 2 MINOR表示次设备号
      - 使用手动mknod则需要配置静态的主次设备号
  - 卸载设备
    - rmmod mdrv.ko
    - rm -rf /dev/miscdev

综合脚本

#!/bin/bash

cur=${1:-`pwd`}
busybox=${cur}/busybox-1.34.1
linux=${cur}/linux-5.10
rootfs=${cur}/rootfs
app=${cur}/app
rootfsimg=${cur}/cpio-rootfs.img
rcs=${rootfs}/etc/init.d/rcS

#[[ ! -d ${app} ]] && mkdir ${app}
[[ -d ${rootfs} ]] && rm -rf ${rootfs}
mkdir -p ${rootfs}/{
       
       dev,etc/init.d,lib,proc,sys}   #创建根目录

cp -raf ${busybox}/_install/* ${rootfs}            #拷贝busybox命令到根目录
#cp -raf ${app} ${rootfs} 

sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty1 c 4 1         #创建4个tty端终设备
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty2 c 4 2
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty3 c 4 3
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty4 c 4 4
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/console c 5 1      #创建console字符设备
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/null c 1 3         #创建null 字符设备

echo "#!/bin/sh" >> ${rcs}
echo "mount -t proc proc /proc" >> ${rcs}
echo "mount -t sysfs sysfs /sys" >> ${rcs}
echo "/sbin/mdev -s" >> ${rcs}
echo "echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug" >> ${rcs}
echo "mount -t debugfs none /sys/kernel/debug" >> ${rcs}

sudo chmod 777 ${rcs}

#一定要在rootfs目录下执行，否则会失败