教你在QEMU上运行RISC-VLinux

嵌入式ARM 2023-06-25 14:22

今天教大家在QEMU模拟器上运行一个RISC-V Linux。

一个RISC-V Linux包括:

  • opensbi
  • linux
  • 根文件系统

1、下载RISC-V工具链

自己下载工具链源码进行编译容易配错选项,我们使用编译好的工具链即可。

网址:https://toolchains.bootlin.com

这个网站提供了一些已经编译好的工具链,我们从中下载即可。

arch选择riscv64-lp64d,libc选择glibc,然后点击下载。

stable是稳定版,bleeding-edge是最新的,可根据需要选择,这里我们选择bleeding-edge。

下载后解压:

tar -jxvf riscv64-lp64d--glibc--bleeding-edge-2022.08-1.tar.bz2 

将riscv64-lp64d--glibc--bleeding-edge-2022.08-1/bin路径添加到PATH环境变量中:

export PATH=/home/yjx/workspace/toolchain/riscv64-lp64d--glibc--bleeding-edge-2022.08-1/bin:$PATH

2、安装QEMU

QEMU官网:https://www.qemu.org/

下载安装:

wget https://download.qemu.org/qemu-7.1.0.tar.xz
tar xvJf qemu-7.1.0.tar.xz
cd qemu-7.1.0
./configure
make

3、编译opensbi

下载opensbi:

git clone https://github.com/riscv-software-src/opensbi.git

编译:

export CROSS_COMPILE=riscv64-linux-
make PLATFORM=generic

编译完后生成的固件在build/platform/generic/firmware/目录下:

生成的固件有三种类型:dynamic、jump和payload

  • dynamic:带有动态信息的固件
  • jump:指定下一级的boot地址跳转
  • payload:包含下一级boot的二进制内容,通常是uboot/linux

这里我们使用jump类型固件,OpenSBI运行后,可以直接跳转到kernel运行。

因为opensbi本身就是一个bootloader,因此可以不使用uboot引导kernel,通过opensbi的jump固件,可以直接跳转到kernel启动。

4、编译kernel

Linux内核官网:www.kernel.org

选择当前稳定版5.19.16下载

解压kernel:

tar -xf linux-5.19.16.tar.xz
cd linux-5.19.16

编译:

export ARCH=riscv
export CROSS_COMPILE=riscv64-linux-

make defconfig
make -j8

编译完成后,在arch/riscv/boot下生成Image:

5、制作rootfs

文件系统可以用busybox、buildroot等工具制作,busybox需要自己一步一步的做出来,过程比较麻烦。更便捷的做法是使用buildroot,它可以自动帮我们完成。

下载地址:https://buildroot.org/download.html下载后解压:

 tar -xvf buildroot-2022.02.6.tar.gz

进入buildroot菜单配置界面:

cd buildroot-2022.02.6
make menuconfig

选择RISC-V架构

Target options  --->
   Target Architecture (i386)  --->
      (X) RISCV

选择ext文件系统类型:

Filesystem images  --->
  [*] ext2/3/4 root filesystem 

保存后编译:

make -j8

编译需要花一些时间,buildroot前期大部分时间去编译工具链了。编译完后,生成文件在output/images目录下:

rootfs.ext2是我们需要用到的。

6、运行

将fw_jump.elf、Image、rootfs.ext2拷贝到当前目录下:

新建start-qemu.sh脚本,输入以下内容:

#!/bin/sh

qemu-system-riscv64 -M virt \
-bios fw_jump.elf \
-kernel Image \
-append "rootwait root=/dev/vda ro" \
-drive file=rootfs.ext2,format=raw,id=hd0 \
-device virtio-blk-device,drive=hd0 \
-netdev user,id=net0 -device virtio-net-device,netdev=net0 -nographic

修改权限:

chmod 777 start-qemu.sh

运行start-qemu.sh启动RISC-V Linux:

输入root回车登录:

成功进入Linux!

7、buildroot搭建环境

前面我们用buildroot制作了文件系统,但buildroot其实可以帮我们搭建一套完整环境,包括工具链、opensbi、linux、文件系统等等,只需要简单配置一下,即可自动帮我们完成,非常方便。下面教大家使用buildroot搭建一个qemu riscv64 linux系统。

使用默认的qemu_riscv64配置进行编译:

cd buildroot-2022.02.6
make qemu_riscv64_virt_defconfig
make -j

接下来就是漫长的等待,可能需要几个小时。编译完后,生成文件在output/images目录下:

可以看到opensbi、Image、rootfs都做好了,包括qemu的下载编译也会帮我们自动完成。可以直接运行start-qemu.sh:

使用buildroot搭建环境,几乎什么都不需要做,非常方便!要注意的就是确保网络畅通,网络不流畅buildroot可能会中断。

8、总结

学习RISC-V Linux搭建环境是第一步,有了环境才能更好的去跟踪源码调试,当然如果有开发板更好。以上是我在qemu上搭建RISC-V Linux的总结,希望能对大家有帮助。

END

来源:漫谈嵌入式

版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

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