qemu模擬器下編譯運行基於riscv指令集的Linux操做系統

 

基本原理:

在物理服務器Ubuntu14.04上安裝qemu模擬器，模擬器中運行基於riscv指令集編譯的linux鏡像文件。

用到的工具包括：

riscv-qemu（模擬器，能夠模擬運行riscv指令集的程序或鏡像）

riscv-tools（基於riscv指令集的交叉編譯工具）

riscv-pk（用於包裝內核文件vmlinux）

busybox(用於給linux鏡像安裝基本命令，如ls，cat，mv等等)

以上工具安裝路徑在咱們的物理服務器裏分別爲：

1、安裝toolchain

1.下載交叉編譯工具：

$ git clone --recursive https://github.com/riscv/riscv-gnu-toolchain

2.安裝運行庫

$ sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo gperf libtool patchutils bc zlib1g-dev

3.配置安裝路徑

$ ./configure --prefix=/opt/riscv

4.編譯(linux版本)

$ make linux

5.驗證交叉編譯工具：

編譯hello.c到hello 注:要加上-static 靜態編譯選項

riscv64-unknown-linux-gnu-gcc -static hello.c -o hello

在x86環境下執行hello(x86下的gcc沒法執行hello,由於格式爲riscv)

./hello

 沒法執行沒關係，由於尚未安裝qemu模擬器，咱們繼續操做

2、安裝qemu

1.安裝運行庫

$ sudo apt-get install gcc libc6-dev pkg-config bridge-utils uml-utilities zlib1g-dev libglib2.0-dev autoconf automake libtool libsdl1.2-dev

2.下載master分支的qemu

$ git clone https://github.com/riscv/riscv-qemu

$ cd riscv-qemu $ git submodule update --init pixman

3.配置qemu,riscv-64-linux-user爲用戶模式，能夠運行基於riscv指令集編譯的程序文件,softmmu爲鏡像模擬器，能夠運行基於riscv指令集編譯的linux鏡像，爲了測試方便，這兩個我都安裝了

$ ./configure --target-list=riscv64-linux-user,riscv64-softmmu [--prefix=INSTALL_LOCATION]

4.編譯qemu

$ make

5.安裝qemu

$ [make install] # if you supplied prefix above

6.測試qemu用戶模式：

6.1使用交叉編譯器編譯一個helloword程序

$ riscv64-unknown-linux-gnu-gcc hello.c -o hello

6.2使用qemu的用戶模式運行riscv指令集的hello二進制文件

$ ./riscv64-linux-user/qemu-riscv64 -L $RISCV/sysroot hello

7.測試qemu鏡像模式：

啓動qemu，載入bbl示例鏡像文件，下載地址：bblvmlinuxinitramfs_dynamic

$ riscv-qemu/riscv64-softmmu/qemu-system-riscv64 -kernel /home/tank/bblvmlinuxinitramfs_dynamic -nographic

出現riscv圖案而且可使用鏡像，表明qemu鏡像模擬器安裝正常。

3、安裝riscv-pk

1.下載對應分支的riscv-pk工具

$ git clone -b bigbuf https://github.com/riscv/riscv-pk

2.建立build目錄，用於存放鏡像bbl

$ cd riscv-pk

$ mkdir build $ cd build

3.配置交叉編譯工具路徑，$RICSV表明交叉工具的路徑 第一步中設置爲了/opt/riscv

$ ../configure --prefix=$RISCV --host=riscv64-unknown-linux-gcc

4.編譯

$ make

5.安裝pk

$ make install

注：耗時較長,驗證pk工具的方法是用pk包裝鏡像文件vmlinux成bbl，qemu啓動bbl的時候出現以下圖案，表明pk工具沒有問題

4、安裝busybox

1.下載對應版本的busybox

$ curl -L http://busybox.net/downloads/busybox-1.26.2.tar.bz2 > busybox-1.26.2.tar.bz2

2.解壓縮文件

$ tar xvjf busybox-1.26.2.tar.bz2

$ cd busybox-1.26.2

3.清空其它因此配置(這樣能夠本身添加須要的命令組件)

$ make allnoconfig

4.進入菜單頁面配置

$ sudo apt-get install libncurses5-dev

$ make menuconfig

下圖中這幾項爲核心項，配置完成後只能使用ash init等幾個命令

若是想使用ls，cat等命令，參考配置連接https://wenku.baidu.com/view/5d25420602020740be1e9b0b.html

5.採用16線程的速度進行編譯

$ make -j16

編譯完成後會在busybox-1.26.2目錄下生成busybox二進制執行文件

6.測試busybox，使用qemu的鏡像模式載入busybox文件，啓動模擬器

$ ./riscv64-linux-user/qemu-riscv64 -L $RISCV/sysroot busybox ash

若是出現如下界面表明busybox安裝成功(便可以使用busybox的一些命令)

5、編譯linux內核

1.下載對應分支的內核

$ git clone -b fix-gcc-flags https://github.com/riscv/riscv-linux.git

$ cd linux-4.6.2

2.配置內核信息

$ make ARCH=riscv defconfig

3.在內核目錄下新建initramfs.txt文件，並保存如下內容

$ vi initramfs.txt

4.在內核目錄下新建inittab文件，並保存如下內容

$ vi inittab

5.進入菜單頁面配置

$ make ARCH=riscv menuconfig

注:更改下面兩個選項

"General setup -> Initial RAM Filesystem..." (CONFIG_BLK_DEV_INITRD=y)

"General setup -> Initramfs source files = initramfs.txt" (CONFIG_INITRAMFS_SRC=initramfs.txt)

6.編譯內核，生成vmlinux文件

$ make -j4 ARCH=riscv vmlinux

注：編譯完成在linux4-6.2文件夾下出現vmlinux

6、使用pk包裝vmlinux

1.進入pk工具的build目錄

$ cd /path/to/risv-tools/riscv-pk/build

$ rm -rf *

2.配置要編譯的內核文件以及使用的指令集路徑及名稱

$ ../configure --prefix=$RISCV --with-payload=/path/to/linux-4.6.2/vmlinux --host=riscv64-unknown-linux-gnu

3.包裝生成bbl鏡像文件

$ make bbl

7、qemu模擬運行鏡像bbl

$ riscv-qemu/riscv64-softmmu/qemu-system-riscv64 -kernel /home/tank/old3/riscv-pk/build/bbl -m 1024M -nographic

可使用ls cat等命令，表明運行成功