基于QEMU的ARM Cortex-A9开发板Vexpress-ca9的Linux内核的编译和运行

宿主机：Ubuntu16.04 x64（Linux内核4.4.0）

交叉编译工具链：gcc-arm-linux-gnueabi
arm-linux-gcc：4.4.3
QEMU：2.5.0
Linux kernel：4.4.1
busybox：1.25.1

一、准备
1.创建工作目录armv7/，进入该目录
2.下载内核源码文件linux-4.4.1.tar.xz
3.下载busybox源码文件busybox-1.25.1.tar.bz2
4. http://files.cnblogs.com/files/pengdonglin137/etc.tar.gz下载内核启动配置文件etc.tar.gz，解压

二、编译Linux内核

在armv7/目录下
1.解压linux-4.4.1.tar.xz
2.进入linux-4.4.1目录
3.执行：

 export ARCH=arm
 export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
 make vexpress_defconfig 

完成后，执行：（j2表示两个线程执行）

 make zImage -j2 

最后执行：（一定要make dtbs，且启动时加上相应的dtb，否则内核启动不了）

 make dtbs 

或省略以上两步直接：

 make all 

4.在armv7/目录下新建temp/目录

5.将生成的arch/arm/boot/zImage和arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb复制到temp/中

三、编译busybox
在armv7/目录下
1.解压busybox-1.25.1.tar.bz2
2.进入busybox-1.25.1目录
3.执行：

  export ARCH=arm
  export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
 make menuconfig

出现图形界面，做如下配置（这一步是可选的，如果执行了就可以不用执行cp /usr/arm-linux-gnueabi/lib rootfs/这一步）：

Busybox Settings --->
　　Build Options --->
　　　　[*] Build BusyBox as a static binary (no shared libs)
完成后，执行：

 make

完成后，执行：

 make install

完成后，该目录下生成的_install中即是基本的busybox指令。

四、制作根文件系统
1. 先在Ubuntu主机环境下，形成目录结构，里面存放的文件和目录与虚拟arm板上linux内核运行所需要的目录结构完全一样，然后再打包成镜像（在虚拟arm板看来就是SD卡），这个临时的目录结构称为根目录。在armv7/目录下，创建bash脚本，并运行（注意这里不能使用ext4格式，否则内核启动后文件系统是只读的，原因目前不清楚）：

 #!/bin/bash

 rm -rf rootfs
 rm -rf tmpfs
 rm -rf rootfs.ext3

 mkdir rootfs
 mkdir -p rootfs/proc/
 mkdir -p rootfs/sys/
 mkdir -p rootfs/tmp/
 mkdir -p rootfs/root/
 mkdir -p rootfs/var/
 mkdir -p rootfs/mnt/

 cp busybox-1.25./_install/* rootfs/ -arf
 cp /usr/arm-linux-gnueabi/lib rootfs/ -arf
 cp etc rootfs/ -arf

 mkdir -p rootfs/dev/
 mknod rootfs/dev/tty1 c 4 1
 mknod rootfs/dev/tty2 c 4 2
 mknod rootfs/dev/tty3 c 4 3
 mknod rootfs/dev/tty4 c 4 4
 mknod rootfs/dev/console c 5 1
 mknod rootfs/dev/null c 1 3

 dd if=/dev/zero of=rootfs.ext3 bs=1M count=64
 mkfs.ext3 rootfs.ext3

 mkdir -p tmpfs
 mount -t ext3 rootfs.ext3 tmpfs/ -o loop
 cp -r rootfs/* tmpfs/
 umount tmpfs

五、网络配置
在armv7/目录下
1.修改etc/init.d/rcS文件，在ifconfig lo 127.0.0.1 下加一句ifconfig eth0 192.168.xxx.xxx（也可以内核启动后手动运行，但这样开机自动运行比较方便）
2.依次执行以下shell指令：

 ifconfig ens33 down                       # 关闭ens33接口
 brctl addbr br0                           # 添加一个虚拟网桥br0
 brctl addif br0 ens33                     # 把ens33连接到br0上
 ifconfig br0 promisc up                   # 以混杂模式打开br0接口
 ifconfig ens33 promisc up                 # 以混杂模式打开ens33接口
 dhclient br0                              # 为br0分配ip
 tunctl -t tap0 -u root                    # 创建一个tap0接口，只允许root用户访问
 brctl addif br0 tap0                      # 在虚拟网桥中增加一个tap0接口
 ifconfig tap0 up                          # 打开tap0接口

六、系统启动运行

qemu-system-arm \
               -M vexpress-a9 \
               -m 512M \
               -kernel temp/zImage \
               -dtb temp/vexpress-v2p-ca9.dtb \
               -nographic \
               -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" \
               -sd rootfs.ext3 \
               -net nic \
               -net tap,ifname=tap0,script=no

七、后记

存在的问题：
1.显示文件系统是只读的 （已解决：文件系统格式改为ext3）
2.联网问题尝试过之前的方法，失败（已解决，宿主机内需要进行网桥、接口的配置，还要修改etc/init.d/rcS，加入一句ifconfig eth0 <ip>，<ip>是希望分配给虚拟arm板的ip）
3.ARM9选择了versatilepb (ARM926EJ-S)平台，但在启动时提示无法加载设备树，追溯问题发现是versatile-pb.dts没有编译导致dtb文件没有生成

新增问题：
1.qemu虚拟机只能与宿主机ping通，无法ping通外网
2.宿主机进行网桥、接口配置只能一条条输入shell指令完成，写成脚本运行后ping不通外网，但ifconfig信息与正确配置是一样的