linux操作系统实验四--qemu的安装和根目录系统制作

来源：互联网发布：php csdn 编辑：程序博客网时间：2024/05/18 22:10

安装QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的以GPL许可证分发源码的模拟处理器，在GNU/Linux平台上使用广泛。Bochs，PearPC等与其类似，但不具备其许多特性，比如高速度及跨平台的特性，通过KQMEU这个开源的加速器，QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

我的ubuntu的版本是12.04.

1.最省事的安装模拟器的方法是：

cd ~

sudo apt-get install qemu

说明：这样安装之后qemu的版本是1.0。为了提高版本，我企图下载qemu的源代码进行自动安装。不过后面显示版本还是1.0，不知道为什么。

这里说下安装过程：

2.从http://wiki.qemu.org/Download下载Qemu 1.4.0源码，将源代码放在一个自己新建的文件夹里即可。

$ tar jxvf qemu-1.4.0.tar.bz2$ cd qemu-1.4.0

编译安装：

编译：有很多版本，老师给的pdf是：./configure --prefix=/usr/bin --target-list=i386-softmmu

网上的版本是一是：./configure --enable-debug --enable-sdl --enable-kvm --target-list=i386-softmmu

还有的是直接：./configure。

这个过程中或许出现一些错误，大部分是因为缺少相关的软件，安装需求进行安装即可，如提示：

Error: zlib check failed
Make sure to have the zlib libs and headers installed.
----------------------------------------------------------
google了一下，这个错误很容易解决：

$sudo apt-get install zlib1g-dev$sudo apt-get install libglib2.0-dev

由于对这部分知识基础为零，所以我都尝试过，最后选择了第二个版本。

安装：

$make$sudo make install

然后就可以试下了

$ qemu-system-i386

我的机器会出现:
Could not access KVM kernel module: No such file or directory
failed to initialize KVM: No such file or directory
Back to tcg accelerator.

这是因为：QEMU是个完全独立的虚拟环境，本身可以不依赖KVM，而KVM虚拟化方案则一定要依赖QEMU。

在usr/bin目录下输入q，按tab健匹配有：

qdbus qemu-io qpdldecode
qemu-ga qemu-launcher qrttoppm
qemu-i386 qemu-nbd quirks-handler
qemu-ifdown qemu-system-i386 quote
qemu-ifup qemu-system-x86_64 quote_readline
qemu-img qemu-x86_64

上面输入的命令是：qemu-system-i386，可以建立一条软链接：

$sudo ln -s /usr/bin/qemu-system-i386 /usr/bin/qemu

以后就可以直接在任何目录下输入qemu命令了。

编译内核

这里的实验环境需要更新ubuntu的内核，之前的实验三已经更新过了，可以参考：

Linux操作系统-Lab3 更新内核与添加系统调用

这里只需要重新编译一下，添加相应的调试信息即可。具体步骤如下：

1.首先下载最新版的内核源代码

https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/

下载linux-3.9.tar.gz放在自己建立的文件夹LinuxKernel里。进入LinuxKernel文件夹：

$tar zxvf  linux-3.9.tar.gz$make menuconfig

在Kernel hacking项目里面将Compile the kernel with debug info和Compile the kernel with frame pointers，两项勾选。这些项目可以让编译时添加调试信息.

然后执行：

$make -j2 bzImage

编译内核，双核的cpu是-j2，如果是4核则是-j4。

进行调试

在去http://wiki.qemu.org/Testing下载linux-0.2.img.bz2。

解压：

$bunzip2 linux-0.2.img.bz2

得到linux-0.2.img文件，然后将它放在linux源码的目录下。

终端执行：

$qemu -S -kernel arch/i386/boot/bzImage -hda linux-0.2.img -append "root=dev/hda"

# -kernel 用来指定内核，注arch/x86/bzImage是不带调试信息的内核，vmlinux是带有调试信息的内核.

#-hda 指定IDE硬盘

#-append cmdline use 'cmdline' as kernel command line

之后弹出一个小黑窗口，qemu就算起来了。

ctrl+alt+1 与 ctrl+alt+2可以切换界面，前者是屏幕输出，后者是qemu控制台

运行起来后是黑屏，我们要切换到控制台，用鼠标点击窗口，然后ctrl+alt+2，

计算机的启动过程

x86 CPU启动的第一个动作CS:EIP=FFFF:0000H（换算为物理地址为000FFFF0H，因为16位CPU有20根地址线)，即BIOS程序的位置。http://wenku.baidu.com/view/4e5c49eb172ded630b1cb699.html
BIOS例行程序检测完硬件并完成相应的初始化之后就会寻找可引导介质，找到后把引导程序加载到指定内存区域后，就把控制权交给了引导程序。这里一般是把硬盘的第一个扇区MBR和活动分区的引导程序加载到内存（即加载BootLoader），加载完整后把控制权交给BootLoader。
引导程序BootLoader开始负责操作系统初始化，然后起动操作系统。启动操作系统时一般会指定kernel、initrd和root所在的分区和目录，比如root (hd0,0)，kernel (hd0,0)/bzImage root=/dev/ram init=/bin/ash，initrd (hd0,0)/myinitrd4M.img
内核启动过程包括start_kernel之前和之后，之前全部是做初始化的汇编指令，之后开始C代码的操作系统初始化，最后执行第一个用户态进程init。
一般分两阶段启动，先是利用initrd的内存文件系统，然后切换到硬盘文件系统继续启动。initrd文件的功能主要有两个：1、提供开机必需的但kernel文件(即vmlinuz)没有提供的驱动模块(modules) 2、负责加载硬盘上的根文件系统并执行其中的/sbin/init程序进而将开机过程持续下去

制作根系统目录

1.在文件夹init中创建一个init.c文件，代码如下：

#include <stdio.h>

int main()

{

printf("welcome,my student No is SA*****340.\n");

return 0;

}

静态编译成一个可执行的文件。

gcc -static -o init init.c

2.还是在init文件夹里，

建立引导根目录映像

终端运行：

dd if=/dev/zero of=initrd.img bs=4096 count=1024

mkfs.ext3 initrd.img

有提示，输入y。

3.创建rootfs目录，并挂载

mkdir rootfs
sudo mount -o loop initrd.img rootfs

4.在rootfs中添加一些文件

将init拷贝到initrd4M.img的目标根目录下（因为linux启动后期会在根目录中寻找一个应用程序来运行，在根目录下提供init是一种可选方案）
cp init rootfs/
准备dev目录：
sudo mkdir rootfs/dev
linux启动过程中会启用console设备:
sudo mknod rootfs/dev/console c 5 1
另外需要提供一个linux根设备，我们使用ram:
sudo mknod rootfs/dev/ram b 1 0
sudo umount rootfs
至此，一个包含简单应用程序的根目录initrd4M.img映像就准备好。

5.测试

用qemu测试： qemu -kernel ../LinuxKernel/linux-3.9/arch/x86/boot/bzImage -initrd initrd.img -append "root=/dev/ram init=/init",结果如下：

6.自己工作的文件夹目录视图如下：