QEMU调试Linux内核环境

虚拟机环境

0-environment.png

QEMU运行ARM Linux内核

1.准备工具

• qemu
• libncurses5-dev
• gcc-arm-linux-gnueabi
• build-essential

sudo apt-get install qemu libncurses5-dev gcc-arm-linux-gnueabi build-essential 

2.安装busybox

busybox工具包

• 下载

  wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.24.2.tar.bz2
  

1-busyboxinstall.png

• 安装

  解压

  tar -jxvf busybox-1.24.2.tar.bz2
  

  编译最小文件系统

  cd busybox
  export ARCH=arm
  export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
  make menuconfig
  

1-busyboxinstall2.png

静态编译设置好后,

make install

• 创建最小文件系统

  cp -r _install/ ../linux-4.0
  cd ../linux-4.0/_install/
  mkdir etc/ dev/ mnt/ -p etc/init.d
  

  • 进入../linux-4.0/_install/etc/init.d，创建rcS文件，并写入

    cd ./etc/init.d/
    vi rcS
    

    mkdir -p /proc
    mkdir -p /tmp
    mkdir -p /sys
    mkdir -p /mnt
    /bin/mount/ -a
    mkdir -p /dev/pts
    mount -t devpts devpts /dev/pts
    echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
    mdev -s
    

    修改为可执行权限

    chmod +x rcS 
    

  • 进入../linux-4.0/_install/etc，创建fstab文件，并写入

    vi fstab
    

    proc /proc proc defaults 0 0
    tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
    sysfs /sys sysfs defaults 0 0
    tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
    debugfs /sys/kernel/debug debugfs defaults 0 0
    

  • 进入../linux-4.0/_install/etc，创建inittab文件，并写入

    ::sysinit:/etc/init.d/rcS
    ::respawn:-/bin/sh
    ::askfirst:-/bin/sh
    ::ctrlaltdel:/bin/umount -a -r
    

  • 进入../linux-4.0/_install/dev，在root权限下创建如下节点

    joe1sn@ubuntu:~/Desktop/LinuxKernel/linux-4.0/_install/dev$ sudo mknod console c 5 1
    [sudo] password for joe1sn: 
    joe1sn@ubuntu:~/Desktop/LinuxKernel/linux-4.0/_install/dev$ sudo mknod null c 1 3
    

3.编译kernel

• 下载linux-4.0内核源码

wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.0.tar.gz

1-linuxkernelcode.png

• 设置编译变量

  cd linux-4.0
  export ARCH=arm
  export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
  make vexpress_defconfig
  make menuconfig
  

• 配置initarmfs

2-initarm1.png

2-initarm2.png

• memory split为"3G/1G user/kernel split"，并打开高端内存

2-memsplit.png

• 开始编译kernel

  sudo make bzImage -j4 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
  sudo make dtbs
  

  期间遇见缺少inlude/linux/compiler-gcc7.h时，可以将compiler-gcc4.h重名为compiler-gcc7.h即可

3-compile.png

报错一般是export变量没有起作用，修改Makefile的内容就好了

3-compile2.png

4.运行QEMU模拟4核Cortex-A9

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 1024M -kernel arch/arm/boot/zImage -append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8" -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic

4-qemu.png

在另外一个terminal输入killall qemu-system-arm关闭QEMU平台

QEMU调试ARM Linux内核

1.安装ARM GDB

要确保内核要包含调试信息

sudo apt install gcc-arm-none-eabi

Ubuntu18没有添加到官方仓库，需要手动安装

参考:https://zhuanlan.zhihu.com/p/134031693

2.连接gdb

重编译内核，在超级终端中输入

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 1024M -kernel arch/arm/boot/zImage -append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8" -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -S -s

-S：中断CPU相应GDB

-s：在1234端口接受GDB调试连接

在调试窗口

arm-none-eabi-gdb -tui vmlinux

5-gdb-1.png

在gdb中

target remote localhost:1234
b start_kernel
c