搭建基于qemu的linux开发环境
作者：互联网
在某些情况下，如果我们没有Mini2440开发板，或者开发板某些硬件损坏了，这时候我们还要继续学习linux内核移植和驱动开发，我们应该怎么办，这里我们可以采用qemu搭建linux开发环境。
在之前的u-boot系列博客中我们已经介绍了u-boot的移植、以及linux内核移植、根文件系统制作。并且尝试将编译后的程序烧录到开发板中运行。而这一节我们将尝试在qemu上搭建这一套开发环境。
由于我们要使用qemu模拟一个开发板，在安装了qemu之后，在系统环境下输入： qemu-system-arm -M help 可以查看qemu支持的ARM平台的开发板的型号，如下图所示：
这里是没有smdk2440这块板子的，结合一下网上的资料后发现 有关 vexpress-a9 的资料和讨论最多，所以我们选择这个开发板来进行模拟。
一、准备工作
1.1 qemu介绍
qemu 是一个硬件虚拟化程序( hypervisor that performs hardware virtualization)，与传统的 VMware / VirtualBox 之类的虚拟机不同，它可以通过 binary translation 模拟各种硬件平台（比如在 x86 机器上模拟 ARM 处理器）。而 VirtualBox 等更多是通过虚拟化来进行资源隔离，以便在其上运行多个 guest os。
基于 qemu 的硬件模拟能力，我们可以轻松搭建指定硬件平台的运行实验环境。
qemu 与 VirtualBox 另一个不同点在于，在 VirtualBox 上必须安装一个完整的操作系统套件，而通过 qemu 我们可以通过参数直接启动到一个裸的 Linux Kernel，连 bootloader 都不需要关心。在此之外，按需配置相关工具套件与启动好的 Kernel 一起工作即可。
qemu 提供的这种高度可定制化的白盒能力，使得我们可以按需构建快速、轻量级的开发环境，提供流畅的开发体验。
1.2 安装qemu
在ubuntu环境下安装qemu：
sudo apt install qemu
二、编译linux内核
2.1 编译配置
这里我们使用linux-5.2.8源码，执行如下命令：
cd /work/linux-5.2.8 #源码放在这个路径 make ARCH=arm vexpress_defconfig
配置完成后相应的配置项会保存在 .config 文件中。下一次执行 make menuconfig 时可以 load 这份配置文件，在此基础上进行修改。
进入菜单配置，进行以下设置：
make ARCH=arm menuconfig
System Type -->
- [ ] Enable the L2x0 outer cache controller 取消该选项，否则qemu运行不起来
Kernel Features -->
- [*] Use the ARM EABI to compile the kernel 确保该选项被选择
2.2 编译内核和模块
编译内核镜像时，执行：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
编译成功后，arch/arm/boot目录下生成内核镜像文件zImage。
同时在路径下生成设备树文件：arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb
需要注意编译linux内核使用的是arm-linux-gcc4.6.4。
2.3 运行测试
编译好内核以后，我们就可以使用qemu启动内核了。只需要使用-kernel参数告诉qemu内核文件的位置即可：
qemu-system-arm \ -M vexpress-a9 \ -m 512M \ -kernel /work/linux-5.2.8/arch/arm/boot/zImage \ -dtb /work/linux-5.2.8/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \ -nographic \ -append "console=ttyAMA0"
-m指定内存大小；
-kernel：指定内核文件路径；
-nographic： 不使用图形界面，只使用串口；
-dtb: 指定dtb文件路径；
-append ：内核启动参数，这里是告诉内核运行的串口设备是什么；
也可以使用 qemu-system-arm --help 来查看其他参数的使用说明。
不出意外的话，就可以在启动窗口中看到内核的启动日志了。在内核启动的最后，会出现一条 panic 日志：
---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0) ]---
从日志内容可以看出，内核启动到一定阶段后尝试加载根文件系统，但我们没有指定任何磁盘设备，所以无法挂载根文件系统。
而且编译出来的内核模块现在也没有用上，内核模块也需要存放到文件系统中供内核需要的时候进行加载。
所以，接下来需要制作一个磁盘镜像文件供内核作为根文件系统加载。
注意：如果需要退出qemu:在qemu中输入ctrl+a 抬起后，再输入’x’。
三、根文件系统制作
根文件系统的制作，需要使用busybox工具，参考之前的文章Mini2440之yaffs2根文件系统移植，按照这篇文章的前两节进行操作，生成rootfs文件夹即可：
制作SD卡镜像：
cd /work/sambashare
dd if=/dev/zero of=rootfs.ext4.img bs=1M count=32
此时会在当前路径下生成rootfs.ext4.img文件：
-rw-r--r-- 1 root root 33554432 2月 8 22:24 rootfs.ext4.img
显然，rootfs.ext4.img并不是真正的SD卡设备，它只是我们在磁盘上创建的一个文件(为qemu创建的虚拟SD卡)。
接下来我们会假装它是一张SD卡，并正儿八经的对其进行格式化、挂载等操作。先将它按照ext4文件系统格式进行格式化：
mkfs.ext4 rootfs.ext4.img
成功后显示如下：
把这个镜像文件按照ext4文件系统类型进行挂载，从而方便往里面拷贝内容。
注意，rootfs.ext4.img不是真正的SD卡，实质是一个文件，一个包含有文件系统格式的文件，也就是一个loop设备。所以挂载的时候要添加loop选项：
mkdir -p /mnt/rootfs # 没有才创建
mount -t ext4 -o loop rootfs.ext4.img /mnt/rootfs
这里我们将rootfs.ext4.img挂载到/mnt/rootfs路径下。
最后，将我们通过busybox创建的根文件系统拷贝到挂载点/mnt/rootfs上，并卸载rootfs.ext4.img：
cp -a rootfs/* /mnt/rootfs/ umount /mnt/rootfs
此时文件系统将会被拷贝到rootfs.ext4.img文件系统中。
四、在qemu上利用启动kernel
制作好根文件系统镜像之后，就可以使用qemu运行kernel了，看看能不能成功挂载根文件系统。运行如下命令：
qemu-system-arm \ -M vexpress-a9 \ -m 512M \ -kernel /work/linux-5.2.8/arch/arm/boot/zImage \ -dtb /work/linux-5.2.8/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \ -nographic \ -sd /work/sambashare/rootfs.ext4.img \ -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0"
启动成功后，最后出现如下图示：
Please press Enter to activate this console.
按提示按下 Enter 键之后将会启动 shell，进行到我们熟悉的环境，可以执行各种常用命令了。
比如运行命令：
[root@zy:/]# ls bin lib mnt sbin usr dev linuxrc proc sys etc lost+found root tmp
设备文件也被自动创建了：
[root@zy:/]# ls /dev console tty10 tty53 cpu_dma_latency tty11 tty54 full tty12 tty55 gpiochip0 tty13 tty56 gpiochip1 tty14 tty57 ...
五、总结
到了这里，基于qemu的linux开发环境已经搭建成功了。这里从网上找到一张linux内核启动流程图：
参考文章：
[2]搭建基于qemu的linux开发环境(部分转载)
[3]Ubuntu-20.04 双网卡：qemu桥接+上网配置
[4]QEMU模拟vexpress-a9 搭建Linux kernel运行环境
标签：ext4,内核,linux,rootfs,qemu,arm,搭建 来源： https://www.cnblogs.com/zyly/p/15870515.html