Qemu在x86上仿真linux系统

vlambda
2022-04-14

Qemu在x86上仿真linux系统

之前有借助uml进行启动linux系统，借助uml的基础上，这里使用qemu来实现跨架构的虚拟系统启动，主要包括如下步骤

编译qemu-system-aarch64
编译linux内核
下载aarch64版本的rootfs镜像
利用qemu-system-aarch64启动内核和系统

一：编译qemu

apt install gcc-10-aarch64-linux-gnuwget https://download.qemu.org/qemu-7.0.0-rc0.tar.bz2./configure –target-list=aarch64-softmmumake -j8 && make installapt install gcc-10-aarch64-linux-gnuln -s /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc-10  /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gccexport ARCH=arm64export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

安装之后，可以查看qemu工具版本如下

qemu-system-aarch64 --versionQEMU emulator version 6.2.90Copyright (c) 2003-2022 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers

二：编译linux内核

linux源码仍借用 linux-source-5.13.0 这个安装包

apt install linux-source-5.13.0

实际目录在/usr/src/linux-source-5.13.0/linux-source-5.13.0/

编译命令如下：

ARCH=arm64 CROSS_COPILE=aarch64-linux-gnu- make defconfigARCH=arm64 CROSS_COPILE=aarch64-linux-gnu- make -j8

编译完成后会生成内核文件为

file arch/arm64/boot/Image.gzarch/arm64/boot/Image.gz: gzip compressed data, max compression, from Unix, original size modulo 2^32 33122816

三.rootfs镜像

wget https://cdimage.ubuntu.com/ubuntu-base/focal/daily/current/focal-base-arm64.tar.gz

将这个tar做成rootfs.img 的ext4格式镜像即可

四.启动系统

直接通过内核启动rootfs镜像如下

qemu-system-aarch64 -M virt -cpu cortex-a72 -kernel Image.gz -append "root=/dev/vda" -hda rootfs.img -nographic

因为是-nographic，所以系统只会串口输出。

下载的rootfs.img默认没有systemd启动，可以chroot进去进行安装对应的包,并设置系统为字符模式，并确保getty能够启动ttyAMA0

chroot rootfs/apt updatesystemctl set-default multi-user.targetln -s /lib/systemd/system/[email protected] /etc/systemd/system/getty.target.wants/getty@ttyAMA0.service

到这里，系统已经能够正常启动了，但是系统还不能使用网络，这里仍借助nettap的方法，创建一个tap3的虚拟网卡，然后和虚拟机进行通信即可

主机上创建tap3网卡如下

ip tuntap add tap3 mode tap group tfip addr add 192.168.0.100/24 dev tap3ip link set dev tap3 upecho 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/tap3/proxy_arpiptables -I FORWARD -i tap3 -j ACCEPTiptables -I FORWARD -o tap3 -j ACCEPT

qemu启动命令如下

qemu-system-aarch64 -M virt -cpu cortex-a72 -smp 4 -m 4096 -kernel Image.gz -nographic -append "console=ttyAMA0 root=/dev/vda rw rootfstype=ext4 ignore_loglevel" -drive if=none,file=rootfs.img,id=hd0 -device virtio-blk-device,drive=hd0 -device virtio-blk-device,drive=hd0 -netdev tap,id=n1,ifname=tap3,script=no -device e1000,netdev=n1,mac=02:27:d1:32:44:7f

-netdev tap,id=n1,ifname=tap3,script=no

指明主机网卡使用名字为tap3的tap类型网卡，并禁用系统的ifup脚本。id为n1

-device e1000,netdev=n1,mac=02:27:d1:32:44:7f

ifconfig tap3 | grep ether        ether 02:27:d1:32:44:7f  txqueuelen 1000  (以太网)

虚拟机内网络配置如下

/etc/network/interfacesauto enp0s1allow-hotplug enp0s1iface enp0s1 inet staticaddress 192.168.0.200netmask 255.255.255.0gateway 192.168.0.1

然后就可以ssh登录即可

扩展：

使用qemu-system-aarch64进行uboot的仿真（通过浏览网页发现的）

编译uboot

git clone https://github.com/ARM-software/u-boot.gitARCH=arm64 CROSS_COPILE=aarch64-linux-gnu- make qemu_arm64_defconfigARCH=arm64 CROSS_COPILE=aarch64-linux-gnu- make -j8

2.启动uboot

qemu-system-aarch64 -machine virt -cpu cortex-a57 -bios u-boot.bin -nographic

uboot就成功启动了

参考链接：

https://github.com/ARM-software/u-boot/blob/master/doc/README.qemu-armhttps://www.qemu.org/docs/master/system/linuxboot.htmlhttps://pandysong.github.io/blog/post/run_u-boot_in_qemu/https://stackoverflow.com/questions/58028789/how-to-build-and-boot-linux-aarch64-with-u-boot-with-buildroot-on-qemuhttps://zhuanlan.zhihu.com/p/41258581https://wiki.qemu.org/Documentation/Networking