qemu启动Linux内核

Linux 内核编译

准备Linux kernel 源码

下载地址：

https://www.kernel.org/

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xz -d linux-5.10.12.tar.xz
tar xvf linux-5.10.12.tar
cd linux-5.10.12

安装依赖

sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install libelf-dev
sudo apt-get install libncurses-dev
sudo apt-get install flex
sudo apt-get install bison
sudo apt install kernel-package build-essential libncurses5-dev fakeroot
sudo apt install libssl-dev

编译源码

1 2	make menuconfig make bzImage -j8

make menuconfig 配置kernel编译参数，可根据自己的需求进行设置，ramfs 一般是默认开启的，后面通过qemu运行需要使用到这个。

内存分为不同的类型，这里编译的是x86_64 bzImage

内核的不同类型

bzImage是vmlinuz经过gzip压缩后的文件，适用于大内核

vmlinux是未压缩的内核

vmlinuz是vmlinux的压缩文件。

vmlinux 是ELF文件，即编译出来的最原始的文件。

vmlinuz应该是由ELF文件vmlinux经过OBJCOPY后，并经过压缩后的文件

zImage是vmlinuz经过gzip压缩后的文件，适用于小内核

BusyBox编译

在内核加载时，需要为内核准备文件系统，以及各种基本的工具。而BusyBox整合了很多常用的Linux工具。

准备busybox源码

下载地址： https://busybox.net/

1 2	tar -xvjf busybox-1.32.1.tar.bz2 cd busybox-1.32.1

编译源码

1 2	make menuconfig make install -j 8

make menuconfig 对busybox编译参数进行设置，类似于linux kernel设置。由于我们前面编译的linux kernel只有一个内核文件，并且linux 程序执行的所需的依赖库，我们暂时是不打算装的，因此在编译busybox时，我们选择将busybox编译为一个静态二进制文件。

设置的路径如下：

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Settings—>
    Build Options—>
           Build Busybox as a static binary(no shared libs)

make install -j 8 在执行后，会在当前目录生成_install 目录，这个目录里面包含busybox所有工具。我们可以看到，比如bin 目录中的程序，除了busybox外都是链接到busybox的软链。具体的调用都是busybox通过argv[0]来识别到调用名，在busybox内部来调用的。

#include <stdio.h>
int main( int argc, char *argv[] )
{
  int i;
  for (i = 0 ; i < argc ; i++) {
    printf("argv[%d] = %s\n", i, argv[i]);
  }
  return 0;
}

制作文件系统

补全目录

进入busybox的_install目录，补充完linux缺失的目录和文件

mkdir root dev etc bin sbin mnt sys proc lib home tmp var usr
mkdir usr/sbin usr/bin usr/lib usr/modules
mkdir mnt/usb mnt/nfs mnt/etc mnt/etc/init.d
mkdir lib/modules
chmod 1777 tmp

创建设备文件

进入dev目录执行：

1 2	sudo mknod -m 660 console c 5 1 sudo mknod -m 660 null c 1 3

配置磁盘分区

进入etc目录，创建并编辑fstab文件，输入以下内容

proc    /proc   proc    defaults    0   0
none    /tmp    ramfs   defaults    0   0
mdev    /dev    ramfs   defaults    0   0
sysfs   /sys    sysfs   defaults    0   0

配置初始化操作

在etc下创建init.d目录，并在init.d目录下编辑rcS文件且加上可执行权限，输入以下内容

1 2	#! /bin/sh /bin/mount -a

在etc下编辑inittab，输入以下内容

::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/bin/umount -a -r
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff –a

打包文件系统

在_install目录下：

1	find . \| cpio -o --format=newc > ./rootfs.img

这个时候会生成rootfs.img 文件

Qemu 编译及运行

我自己在ubuntu20.04上通过sudo apt-get install qemu 安装qemu，显示安装成功了，但是却找不到相关文件，因此后面是源码安装的。

准备源码

源码地址：https://www.qemu.org/

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xz -d qemu-5.2.0.tar.xz
tar xvf qemu-5.2.0.tar.xz
cd qemu-5.2.0

编译安装

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./configure 
make
sudo make install

./configure 后面可以指定安装路径，默然qemu会安装到/usr/local/bin中:

1	./configure --prefix=/usr/bin/qemu --localstatedir=/var --sysconfdir=/etc

加载并运行linux

1	qemu-system-x86_64 -kernel ./bzImage -initrd ./rootfs.img -nographic -append "console=ttyS0"

Linux 启动

TODO : 启动分析

参考

https://www.sunxiaokong.xyz/2020-01-14/lzx-linuxkernel-qemuinit/ 试了博主的方式，会提示physical kaslr disabled 而无法启动内核

https://gist.github.com/chrisdone/02e165a0004be33734ac2334f215380e