Linux内核编译（版本6.0以及版本v0.01）并用qemu驱动

news2024/10/6 22:30:59

系统环境：
ubuntu-22.04.1-desktop-amd64
目标平台:
x86 i386
内核版本:
linux-6.0.1
linux-0.0.1

环境配置

修改root密码
sudo passwd
修改软件源（非必要）
vmtools安装（实现win-linux软件互传）
安装一些必须的软件：

sudo apt install build-essential openssh-server vim net-tools gcc-arm-linux-gnueabi qemu-system-x86 libssl-dev ncurses-dev genext2fs pigz lrzsz unzip

（build-essential”,它包含了 GNU 编辑器集合，GNU 调试器，和其他编译软件所必需的开发库和工具）
(qemu-system-x86 安装qemu)

rootfs 构建

1. cd /path/to/workspace

进入到指定的工作目录，即工作空间的根目录。

2. wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2021.08.tar.gz

使用wget命令从指定URL下载buildroot-2021.08.tar.gz文件。
wget是一个用于在命令行中下载文件的工具。

3. tar -xvzf buildroot-2021.08.tar.gz

对buildroot-2021.08.tar.gz文件进行解压缩。
tar命令用于解压缩和归档文件，选项x表示提取，v表示显示详细信息，z表示使用gzip进行压缩。

** 4.cd buildroot-2021.08**

进入解压后的buildroot-2021.08目录。

** 5. make menuconfig**

使用make命令运行buildroot的配置菜单。
这个命令打开一个文本界面，允许用户选择构建配置选项。

6.在配置菜单中进行以下选择:

Target options -> Target Architecture 选择 i386
■ 设置目标架构为i386，表示将构建适用于i386架构的系统。
Toolchain -> Enable C++ support 打开
■ 启用C++支持，表示构建时将包括对C++的支持。

7.make

使用make命令开始构建buildroot环境。
make命令会根据之前的配置选项编译构建root文件系统和交叉编译工具链。

8. export PATH=pwd/output/host/bin:$PATH

将构建生成的交叉编译工具链路径添加到当前的环境变量中。
export命令用于设置环境变量，这里将路径添加到PATH变量中，使其可执行文件可在命令行中直接使用。

9. cd …

10.mkdir rootfs

在当前目录下创建一个名为rootfs的文件夹。

11. cd rootfs

进入rootfs文件夹。

12. tar vxf …/buildroot-2021.08/output/images/rootfs.tar

解压缩之前构建生成的root文件系统(rootfs)。
v表示显示详细信息，x表示提取，f表示指定要提取的文件。

13. find . | cpio -o -H newc | pigz -5 > pwd/rootfs.img

使用find命令找到当前目录中的所有文件，并将其通过管道传递给cpio命令。
cpio命令将文件打包为newc格式的cpio归档文件。
"|"符号将前一个命令的输出作为后一个命令的输入。
pigz命令将输入的数据进行压缩，并将结果写入到rootfs.img文件中。
-5表示使用较高的压缩级别，值越大压缩率越高。
pwd表示当前工作目录的路径，将rootfs.img文件写入到rootfs文件夹中。
** 总结如下代码**

wget https://buildroot.org/downloads/buildroot-2021.08.tar.gz
tar -xvzf buildroot-2021.08.tar.gz
cd buildroot-2021.08
make menuconfig
#Target options -> Target Architecture 选择 i386
 Toolchain -> Enable C++ support 打开
make
export PATH=`pwd`/output/host/bin:$PATH
cd ..
mkdir rootfs
cd rootfs
tar vxf ../buildroot-2021.08/output/images/rootfs.tar
find . | cpio -o -H newc | pigz -5 > `pwd`/rootfs.img

编译linux kernel

1.$cd /path/to/workspace
进入到指定的工作目录，即工作空间的根目录。

2.$wget https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/v6.x/linux-6.0.1.tar.gz

使用wget命令从指定URL下载Linux内核源代码的压缩包。
这里下载的是Linux 6.0.1版本的源代码。

3.$ tar -xzvf linux-6.0.1.tar.gz

对Linux内核源代码压缩包进行解压缩。
tar命令用于解压缩和归档文件，选项x表示提取，z表示使用gzip进行压缩，v表示显示详细信息。

4.$ cd linux-6.0.1

进入解压后的Linux内核源代码目录。

5.$ make ARCH=i386 defconfig
使用make命令为i386架构配置内核的默认配置选项。
ARCH=i386表示编译针对i386架构的内核。
defconfig表示使用默认的配置选项文件进行配置。

6.$ make ARCH=i386 bzImage
使用make命令编译内核并生成bzImage文件。
ARCH=i386表示编译针对i386架构的内核。
bzImage是一个压缩的内核镜像文件，是Linux内核的一种常见格式。
这些代码的目的是下载Linux内核源代码，并在指定架构下进行配置和编译，最终生成一个bzImage文件，该文件可以作为启动Linux系统的内核镜像
cd /path/to/workspace
wget https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/snapshot/linux-5.14.tar.gz
tar -xzvf linux-5.14.tar.gz
cd linux-5.14
make ARCH=i386 defconfig
make ARCH=i386 bzImage
执行完应该是这样子:
file

qemu驱动

在linux-6.0.1目录

qemu-system-i386 -m 2048M -kernel arch/i386/boot/bzImage --append "root=/dev/ram0 rdinit=/linuxrc console=ttyS0 " smp 1 -nographic -serial mon:stdio -initrd …/rootfs/rootfs.img

qemu-system-i386: 这是运行 qemu-system 系统的命令。
-m 2048M: 指定系统的内存大小为 2048MB。
-kernel arch/i386/boot/bzImage: 指定内核镜像的路径为 arch/i386/boot/bzImage，这是 mu-system 内核的路径。
*-append "root=/dev/ram0 rdinit=/linuxrc console=ttyS0 ": 这是内核启动参数，用于传递给内核的命令行参数。其中包含以下参数：
root=/dev/ram0: 将 /dev/ram0 设置为根文件系统，这表示使用内存中的一个 RAM 磁盘作为根文件系统。
rdinit=/linuxrc: 指定初始化进程的路径为 /linuxrc。
console=ttyS0: 将串口设备 ttyS0 设置为系统的控制台输出。
smp 1: 启用对称多处理 (SMP) 模式，并指定处理器数量为 1。
-nographic: 禁用图形界面显示，只使用命令行界面。
-serial mon:stdio: 将串口设备连接到标准输入/输出，从而可以通过标准输入输出进行交互。
-initrd …/rootfs/rootfs.img: 指定初始 RAM 磁盘映像的路径为 …/rootfs/rootfs.img，这是包含根文件系统的映像文件。

file
-----------------------------------------------------分界线(不相干的另外一个part)补丁-------------------------------------------

Linux0.0.1编译运行

环境：

Ubuntu22.04.1
gcc (Ubuntu 11.4.0-1ubuntu1~22.04) 11.4.0
qemu

Step1.克隆源码
path/to/work
git clone https://github.com/mahadevvinay/Linux_0.01

file

step2.打上补丁，使源代码与最新的 gcc 版本兼容，并进行编译
work/Linux_0.01
cd Linux_0.01
patch -p1 < linux_0.01_Compilations_changes.patch

file
step3.编译源码
make
file
step4.驱动(在用户状态执行)
sudo qemu-system-i386 -drive format=raw,file=Image,index=0,if=floppy -boot a -hdb Images/linux-0.11.img -m 8 -machine pc-i440fx-2.5
成功如下:
在这里插入图片描述

tips

由于linux0.01年代久远，要打上不少补丁：
不要少：

sudo apt install bin86 gcc-multilib build-essential qemu-system-x86 libssl-dev

make失败
所有Makefile文件加上-std = gnu89

sudo apt install gcc-multilib

file

增加选项 -nographic

一些文件补丁：
/home/work2/Linux_0.01/tools/build.c
file
/home/work2/Linux_0.01/fs/bitmap.c
file
/home/work2/Linux_0.01/fs/namei.c
file
/home/work2/Linux_0.01/include/asm/segment.h
file
/home/work2/Linux_0.01/kernel/fork.c
file
/home/work2/Linux_0.01/kernel/console.c
file