如何编译和运行一个ARM Linux内核

1．实验目的

通过本实验学习如何编译一个ARM版本的内核镜像，并在QEMU虚拟机上运行。

2．实验步骤

为了加速开发过程，ARM公司提供了Versatile Express开发平台。客户可以基于Versatile Express平台进行产品原型开发。作为个人学习者，没有必要去购买Versatile Express开发平台或其他ARM开发板，完全可以通过QEMU来模拟开发平台，同样可以达到学习的目的。

（1）准备工具

下载如下代码包。

• Linux 4.0内核，见kernel网站。
• busybox工具包，见busybox网站。

（2）编译最小文件系统

首先利用busybox手工编译一个最小文件系统。

$ cd busybox
$ export ARCH=arm
$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
$ make menuconfig

进入menuconfig之后，配置成静态编译。

Busybox Settings --->
 Build Options --->
 [*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)

在make && make install编译完成后，在busybox根目录下会有一个“_install”目录，该目录存放了编译好的文件系统需要的一些命令集合。

把_install目录复制到linux-4.0目录下。进入_install目录，先创建etc、dev等目录。

#mkdir etc
#mkdir dev
#mkdir mnt
#mkdir –p etc/init.d/

在_install /etc/init.d/目录下新建一个rcS文件，并写入如下内容。

mkdir –p /proc
mkdir –p /tmp
mkdir -p /sys
mkdir –p /mnt
/bin/mount -a
mkdir -p /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev –s

修改_install/etc/init.d/rcS文件需要可执行权限，可使用chmod命令来实现，比如“chmod +x _install/etc/init.d/rcS”。

在_install /etc目录中新建一个fstab文件，并写入如下内容。

proc /proc proc defaults 0 0
tmpfs /tmp tmpfs defaults 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
tmpfs /dev tmpfs defaults 0 0
debugfs /sys/kernel/debug debugfs defaults 0 0

在_install /etc目录中新建一个inittab文件，并写入如下内容。

::sysinit:/etc/init.d/rcS
::respawn:-/bin/sh
::askfirst:-/bin/sh
::ctrlaltdel:/bin/umount -a –r

在_install/dev目录中创建如下设备节点，这时需要root权限。

$ cd _install/dev/
$ sudo mknod console c 5 1
$ sudo mknod null c 1 3

（3）编译内核

$ cd linux-4.0
$ export ARCH=arm
$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
$ make vexpress_defconfig
$ make menuconfig

配置initramfs，在initramfs source file中填入_install，并把Default kernel command string清空。

General setup --->
 [*] Initial RAM filesystem and RAM disk (initramfs/initrd) support
 (_install) Initramfs source file(s)
Boot options -->
 ()Default kernel command string

配置memory split为“3G/1G user/kernel split”，并打开高端内存。

Kernel Features --->
Memory split (3G/1G user/kernel split) --->
[ *] High Memory Support

开始编译内核。

$ make bzImage –j4 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
$ make dtbs

（4）运行QEMU虚拟机

运行QEMU虚拟机来模拟4核Cortex-A9的Versatile Express开发平台。

$ qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp 4 -m 200M -kernel arch/arm/boot/zImage -append "rdinit=/linuxrc console=ttyAMA0 loglevel=8" -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic

运行结果与实验3相同。

本文摘自：《奔跑吧Linux内核 入门篇》

本书是一本介绍Linux内核实践的入门书，基于Linux 4.0内核，重点讲解Linux内核的理论和实验。本书分为12章，包括Linux系统入门、Linux内核基础知识、内核编译和调试、内核模块、简单的字符设备驱动、系统调用、内存管理、进程管理、同步管理、中断管理、调试和性能优化，以及如何参与开源社区等内容。此外，本书还介绍了Linux内核社区常用的开发工具和理论，如Vim 8和git工具等。书中包括70多个实验，帮助读者深入理解Linux内核。