如何使用qemu启动Linux？

最近在学习内核相关的知识，所以有一个Linux内核调试环境是非常有必要的。我选择在ubuntu 24.04上使用qemu启动内核，主要是qemu启动速度快。qemu启动内核需要有下面的文件: 内核镜像, busybox, 文件系统。

编译内核

• 内核版本6.12.8

• 安装编译内核的工具：sudo apt install build-essential flex bison bc

• 运行make menuconfig，修改下面的内核选项：

  • General setting -> Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support 启用
  • Device Drivers -> Block devices -> RAM block device support 启用
  • Device Drivers -> Block devices -> Default RAM disk size (kbytes) 设置为65535

• 运行make -j 4 编译内核

编译busybox

• 下载busybox 1.37.0

• 运行make menuconfig

  • Settings -> Build static binary (no shared libs) 启用

• 运行make -j 4 编译busybox

启动内核

• 安装qemu：sudo apt install qemu-system

• 创建目录：mkdir os

• 复制内核：cp linux-6.12.8/arch/x86/boot/bzImage os/

• 复制busybox： cp -rf busybox-1.37.0/_install os/fs

• 进入到fs目录，执行下面的命令：

  • mkdir -p etc dev mnt proc sys tmp mnt etc/init.d
  • vi etc/fstab, 并添加下面内容：

    proc        /proc       proc    defaults 0 0
    tmpfs       /tmp        tmpfs   defaults 0 0
    sysfs       /sys        sysfs   defaults 0 0
    

  • vi etc/init.d/rcS，并添加下面内容：

    echo -e "Welcome to tiny Linux"
    mount -a
    echo -e "Remount the root filesystem"
    mount -o remount,rw /
    mkdir /dev/pts
    mount -t devpts devpts /dev/pts
    echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
    mdev -s
    

  • chmod 755 etc/init.d/rcS
  • vi etc/inittab ，并添加下面内容：

    ::sysinit:/etc/init.d/rcS
    ::respawn:~/bin/sh
    ::askfirst:~/bin/sh
    

  • chmod 755 etc/inittab
  • 进入到dev目录，执行下面的命令：
    • sudo mknod console c 5 1
    • sudo mknod null c 1 3
    • sudo mknod tty1 c 4 1

• 进入到os目录, 创建打包文件系统脚本：

  • vi rootfs.sh

    #!/bin/sh
    rm -rf rootfs.ext3
    rm -rf tmpfs
    dd if=/dev/zero of=./rootfs.ext3 bs=1M count=32
    mkfs.ext3 rootfs.ext3
    mkdir tmpfs
    mount -o loop rootfs.ext3 tmpfs
    cp -rf fs/* tmpfs
    umount tmpfs
    gzip --best -c rootfs.ext3 > rootfs.img.gz
    

  • chmod 755 rootfs.sh

  • sudo ./rootfs.sh

• 进入到os目录，运行qemu-system-x86_64 -kernel bzImage -initrd rootfs.img.gz -append "root=/dev/ram init=/linuxrc console=ttyS0" -serial mon:stdio -nographic启动qemu

排错

• 内核编译出错

  make[1]: *** No rule to make target 'debian/canonical-certs.pem', needed by 'certs/x509_certificate_list'.  Stop.
  make: *** [Makefile:1809: certs] Error 2
  

  • scripts/config --disable SYSTEM_TRUSTED_KEYS
  • scripts/config --disable SYSTEM_REVOCATION_KEYS

• busybox编译tc出错

  • make menuconfig
  • Networking Utilities -> tc (8.3 kb) 禁用

参考

• 基于busybox打包和制作根文件系统并通过qemu启动内核和文件系统