Ubuntu下用QEMU搭建ARM Linux运行环境

概述

模拟的单板为vexpress-a9，内核为cortex-a9；安装完qemu可用以下命令查看支持的机器:
qemu-system-arm -M ?或qemu-system-arm -M help
没有支持ST公司的板子，有支持arm9,arm11，cortex-m3,cortex-a8，cortex-a9，cortex-a15这些架构其他公司的板子，不过好多都已经停产了。

我的Ubuntu版本为16.04，64位。

提示：1.在输入linux命令时，一定要注意当前目录和你命令中出现的文件的路径关系；
若提示找不到文件，则优先检查是不是路径错误
2.若提示权限不够，加上sudoenter后，输入你的用户密码即可

搭建步骤：

安装arm的交叉编译工具链

打开ubantu终端，输入

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi

安装完后可用以下命令查看是否安装成功
dpkg -l gcc-arm-linux-gnueabi
出现ii gcc-arm-linux- 4:5.3.1-1ubu amd64 GNU C compiler for the armel arch即表明安装成功。

安装qemu

sudo apt-get install qemu
查看安装的版本：
qemu-system-arm --version
显示版本QEMU emulator version 2.5.0 (Debian 1:2.5+dfsg-5ubuntu10.15), Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard

编译linux内核

wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.13.tar.xz
建立放内核的文件夹

sudo mkdir linux-kernel
sudo chmod 777 linux-kernel

解压

xz -d linux-4.13.tar.xz
tar xvf linux-4.13.tar

编译内核

make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm vexpress_defconfig
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm

生成的内核镱像位于arch/arm/boot/zImage
测试qemu和内核能否运行成功

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/zImage -dtb  /path/to/kernel/dir/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "console=ttyAMA0"

/path/to/kernel/dir/是内核的编译目录
当末行显示end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)说明内核正常加载，只是还没有根文件系统

制作根文件系统

wget http://www.busybox.net/downloads/busybox-1.27.2.tar.bz2
解压
tar xjf busybox-1.27.2.tar.bz2
在源代码目录运行

make defconfig  
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-  
make install CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- 

安装完成后，该目录下生成的_install，即是基本的运行指令

创建rootfs目录

sudo mkdir rootfs 
sudo mkdir rootfs/lib

完善根文件系统,先回到_install的父目录

mkdir  _install/pro
mkdir  _install/sys
mkdir  _install/tmp
mkdir  _install/root
mkdir  _install/var
mkdir  _install/mnt
mkdir  _install/Home
mkdir -p _install/etc/init.d
git clone https://github.com/mahadevvinay/Embedded_Linux_Files.git
cp Embedded_Linux_Files/fstab _install/etc
cp Embedded_Linux_Files/inittab _install/etc
cp Embedded_Linux_Files/rcS _install/etc/init.d

更改rcS的权限
chmod a+x _install/etc/init.d/rcS
复制完，不需要Embedded_Linux_Files，删除掉
sudo rm -rf Embedded_Linux_Files

拷贝busybox命令
sudo cp path/_install/* -r rootfspath是你自己放_install的路径
从工具链中拷贝运行库到lib下
sudo cp -P /usr/arm-linux-gnueabi/lib/* rootfs/lib
注意所有命令中文件若不在当前的文件夹中，都要加上绝对路径
创建4个tty终端设备

sudo mkdir -p rootfs/dev
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  

生成ext3镜像文件并挂载
sudo dd if=/dev/zero of=path/a9rootfs.ext3 bs=1M count=32 path为父目录路径，若当前目录是父目录则不用

mkfs.ext3 path/a9rootfs.ext3
mkdir tmpfs
sudo mount -t ext3 path/a9rootfs.ext3 path/tmpfs -o loop
sudo cp -r path/rootfs/* path/tmpfs
sudo umount path/tmpfs 

启动qemu模拟系统
sudo qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel path/arch/arm/boot/zImage -dtb path/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0" -sd path/a9rootfs.ext3
按照终端最后一行的指示，按下enter键，即进入到模拟出的单板的根文件系统，输入ls可看到所制作的文件

运行hello world

在用户目录下vim hello.c输入：

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello world!");
return 0;
}

编译程序，注意用交叉编译工具编译
arm-linux-gnueabi-gcc-5 hello.c -o hello
将程序拷到rootfs目录下执行以下命令：

sudo mount -t ext3 path/a9rootfs.ext3 path/tmpfs -o loop
sudo cp -r path/rootfs/* path/tmpfs
sudo umount path/tmpfs

path为你的路径

启动qemu模拟系统
sudo qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel path/arch/arm/boot/zImage -dtb path/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0" -sd path/a9rootfs.ext3
按照终端最后一行的指示，按下enter键，即进入到模拟出的单板的根文件系统，输入ls可看到所制作的文件
输入./hello
即可看到打印出hello world!

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