构建QEMU使用的嵌入式Linux系统

0. 声明

基于QEMU虚拟vexpress-a9

1. 准备工作

需要安装

• 交叉编译工具链，本人使用gcc-linaro-7.2.1-2017.11-rc1-x86_64_arm-linux-gnueabi

• QEMU
  

安装后需要配置好环境变量。

需要获取

• U-Boot源码

• Linux Kernel源码

• Busybox源码

2. U-Boot源码编译

2.1 源码修改

有一个问题，和构建环境有关。就是说，你在MenuConfig里配置了BOOT_ARGUMENT后无法成功设置bootargs环境变量。

打开文件 {U-Boot_Dir}/include/configs/vexpress_common.h:152

把bootargs设置为应该设置的参数（具体启动参数的内容同下文）。

2.2 配置并编译U-Boot

进入U-Boot源码目录，在终端中输入

进行vexpress-a9的默认配置

在配置结束后输入

进入menuconfig，在之中找到Boot options，并进入

选中Enable a default value of bootcmd并设置bootcmd为

上述代码为U-Boot三行命令，以分号分割，分别加载了zImage内核镜像到内存，加载设备树到内存，并且从内存引导启动zImage。

并且设置boot argument为

配置完后保存退出。

配置完后进行U-Boot的编译。在终端中输入

其中-j8指明了多核。可以提升编译速度。

编译完成后将会在U-Boot目录出现U-Boot文件。

3. Linux 内核编译

进入Linux内核源码目录。在Shell中执行

之后进入menuconfig进行进一步的配置。

按需配置并退出，在这里Leo酱没有做什么修改。

接下来进行编译。

编译完成后会在arch/arm/boot目录中生成zImage，在arch/arm/boot/dtb目录中找到设备树文件vexpress-v2p-ca9.dtb

4 构建文件系统

4.1 创建空白磁盘镜像并分区

使用

创建一个512M的空白磁盘镜像 sd.img，并对其进行分区

在fdisk命令行中，输入n新建分区，新建分区时会依次要求输入分区类型（主磁盘分区或是拓展分区MS-DOS分区表），选择主分区，然后要求输入分区号，这些都使用默认值即可。

接下来要求你输入起始扇区与结束扇区，起始扇区可以紧接上一个扇区，使用默认值。结束扇区可以使用诸如+32M的方式指定大小。分区结束后输入w写入更改，Leo酱创建了一个32M的boot分区，剩下的空间创建为根目录的分区。

4.2 使用回环设备挂载img并格式化虚拟磁盘

使用kpartx，输入

如果成功，会提示诸如

接下来可以针对每一个分区，进行格式化。

将第一个分区格式化为FAT，第二个分区格式化为EXT4

其中第二行的-L选项指定了卷标，不是必须

接下来可以新建两个目录挂载这两个分区，在此Leo酱新建了boot和rootfs目录分别挂载第一个分区和第二个分区。创建好挂载点后进行挂载。

将zImage内核镜像和设备树文件复制到第一个分区的根目录中。（注意root权限）

在第二个分区需要构建文件系统，可以使用buildroot或者使用busybox自己构建。这里演示如何使用busybox构建一个简单可用的文件系统.

4.3 编译Busybox

进入busybox的源码目录，在Shell中输入

进入menuconfig，在菜单中选择busybox包含的功能，配置完毕后保存退出。在此Leo酱没有做任何修改。

配置后进行编译

编译之后会在源码目录中生成busybox

4.4 制作文件系统

进入挂载后的rootfs目录，创建如下目录

我们先构建最小的可以运行的Linux，因此并不搬移任何运行库。

将busybox放入bin目录并做链接。

在这一步可以链接更多的Linux工具，取决于busybox中所启用的功能。在此不一一列出。

进入etc目录，创建文件inittab，写入如下内容

第一行指明开机执行rcS，第二行指明启动后按下Enter键进入sh

创建开机启动脚本/etc/init.d/rcS并写入

创建/etc/fstab文件并写入

创建/etc/profile，用于开机后设置环境变量，写入

此时，已经搭建出一个可以支持系统使用的文件系统了。

将目录卸载，并卸载磁盘镜像。

5 使用QEMU模拟系统运行

在Shell中输入

并执行。即可启动QEMU，如果成功，将会看到如下结果

按下Enter，进入Shell。

说明运行成功，可以在此虚拟机上测试ARM Linux应用程序，其实更主要的作用是可以进行Linux系统的学习。学习用。

需要注意的是，加了-nographic选项的命令行是无法按Ctrl+C退出的，想要退出QEMU返回Shell，可以先按Ctrl+A再按X，即可退出，就和minicom一样。