AArch64 Linux kernel on Qemu
一、需求
- Linux kernel:以5.1.7為例
- buildroot
- qemu
- toolchain:以linaro為例也可使用Arch linux aarch64-linux-gnu-gcc來編譯(但需要linaro)
二、下載toolchain
在linaro官網的下載區https://www.linaro.org/downloads/，進行下載。以最新第七版為例https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/latest-7/aarch64-linux-gnu/，下載linux版本即可，然後找個地方解壓縮。
三、下載或編譯Qemu
在arch linux中用pacman安裝qemu。
$sudo pacman -Sy qemu
或是去https://www.qemu.org/下載qemu，或是用git clone。
$ git clone git://git.qemu.org/qemu.git qemu.git
$ cd qemu.git
$ ./configure --target-list=aarch64-softmmu
$ make
之後執行檔會放在qemu.git/aarch64-softmmu/qemu-system-aarch64。
Arch Linux的package預設包含aarch64-softmmu這個target。
四、建立rootfs
其實有很多方法可以建立(busybox)，而這裡用buildroot來做。
首先取得buildroot。
git clone git://git.buildroot.net/buildroot buildroot.git
$ cd buildroot.git
$ make menuconfig
在target option中選擇架構與CPU。
以下為範例：
在System configuration —> 點選[*]Run a getty (login prompt) after boot —>並將TTY port設成ttyAMA0。
在Target Packages —>選取busybox與[*] Show packages that are also provided by busybox 。
在Filesystem images中選擇[*] cpio the root filesystem (for use as an initial RAM filesystem)。
在toolchain option中選擇外部toolchain如下：
設好外部toolchain路徑gcc版本與linux header版本，必將SSP和RPC開啟。可以檢查.config中是否有：
BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_HAS_SSP=y
BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_INET_RPC=y
最後:
$ make
四、下載編譯kernel
去https://www.kernel.org/下載最新kernel。
$cd linux-5.x.x
$mkdir out\_AArch64
$make ARCH=arm64 ARCH=arm64 CROSS\_COMPILE=aarch64-linux-gnu- O=./out\_AARCH64 defconfig
$make ARCH=arm64 ARCH=arm64 CROSS\_COMPILE=aarch64-linux-gnu- O=./out\_AARCH64 menuconfig
在.config中修改以下：
CONFIG_CROSS_COMPILE="aarch64-linux-gnu-" # needs to match your cross-compiler prefix
CONFIG_INITRAMFS_SOURCE="path/to/buildroot.git/output/images/rootfs.cpio" # points at your buildroot image
最後編譯：
$make ARCH=arm64 ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- O=./out_AARCH64 Image -j8
五、Qemu執行
在out_AArch64資料夾中。
$qemu-system-aarch64 -kernel arch/arm64/boot/Image -machine virt -cpu cortex-a57 -machine type=virt -smp 4 -append "console=ttyAMA0" -nographic
單步執行。
$qemu-system-aarch64 -kernel arch/arm64/boot/Image -machine virt -cpu cortex-a57 -machine type=virt -smp 4 -append "console=ttyAMA0" -nographic -S -s
在另一個視窗。
$aarch64-linux-gnu-gdb vmlinux
預設登入帳密：root無密碼。
六、其他
無法開機時請先確認toolchain正確與否。