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在Linux内核开发中，调试是一个必不可少的环节，尤其是对于新手来说更是如此。QEMU是一个常见的虚拟化工具，可以用来模拟不同架构的硬件平台和操作系统，也可以用来调试Linux内核。本文将介绍在Linux 4.0内核下，使用QEMU进行调试的具体实现方式。
1. 准备工作
在开始调试Linux内核之前，我们需要先准备好一些基础环境。
1.1 安装必要的软件
使用QEMU调试Linux内核需要安装QEMU、GDB和GNU工具链，可通过以下命令进行安装：
“`
sudo apt-get install qemu-system-arm gdb-arm-linux-gnueabi gcc-arm-linux-gnueabi
“`
其中，安装的是针对ARM架构的软件包，若需要调试其他架构的内核，可对应安装相关软件包。
1.2 下载内核源码
在进行内核调试前，需要下载对应版本的内核源码。本文以Linux 4.0为例，内核源码下载可通过以下命令进行：
“`
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.0.tar.xz
tar -xvf linux-4.0.tar.xz
cd linux-4.0
“`
1.3 构建内核
构建Linux内核需要先进行配置，可通过以下命令进行配置：
“`
make ARCH=arm versatile_defconfig
“`
然后进行编译：
“`
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
“`
编译完成后，我们将得到一个经过压缩的内核映像文件zImage，可以通过以下命令进行拷贝：
“`
cp arch/arm/boot/zImage /path/to/destination
“`
2. 开始调试
准备工作完成后，我们即可开始使用QEMU调试内核。下面将介绍具体的调试实现方式。
2.1 启动QEMU
使用以下命令启动QEMU：
“`
qemu-system-arm -nographic -M versatilepb -kernel /path/to/zImage -append “root=/dev/sda console=ttyAMA0” -hda rootfs.ext2
“`
其中，-nographic用于禁用图形界面；-M指定了模拟的硬件平台为versatilepb；-kernel指定了启动内核使用的映像文件；-append指定了内核启动参数；-hda指定了根文件系统。
2.2 启动GDB
在QEMU启动之后，我们需要再使用另一个终端窗口启动GDB进行调试。使用以下命令启动GDB：
“`
arm-linux-gnueabi-gdb /path/to/zImage
“`
2.3 连接到QEMU
连接到QEMU需要使用GDB中的target remote命令，连接命令如下：
“`
target remote localhost:1234
“`
当连接成功后，我们可以使用各种GDB命令进行调试。比如使用b命令设置断点：
“`
b start_kernel
“`
使用c命令继续执行直到断点：
“`
c
“`
使用si命令单步执行：
“`
si
“`
使用info命令查看寄存器和内存：
“`
info registers
info memory
“`
使用x命令查看内存：
“`
x/10x 0x80000000
“`
3.
使用QEMU调试Linux内核可以方便地在实际硬件环境不便利的情况下进行内核开发和调试。在本文中，我们介绍了具体的调试实现方式，可以根据实际需要进行调整。需要注意的是，在使用QEMU进行调试时，由于模拟的硬件平台和实际硬件平台存在差异，可能会存在一些难以模拟的硬件相关问题，需要特别注意。
相关问题拓展阅读：
- win7上怎么用qemu模拟arm环境
win7上怎么用qemu模拟arm环境
11 根文件渣含系统并添或梁察加自己的程序衫茄
使用Qemu模拟Cortex-A9运行U-boot和Linux 作者来源于网络
我的开发环境： Ubuntu-12.04 所有软件包为最新
1. 安装GNU工具链
sudo apt-get insatll gcc-arm-linux-gnueabi
sudo apt-get insatll g++-arm-linux-gnueabi
安装完成后会在 /usr/arm-linux-gnueabi/ 目录下生成库文件、头文件等。 我安装的GCC版本为：
arm-linux-gnueabi-gcc (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3
Copyright (C) 2023 Free Software Foundation, Inc.
2. 安装Qemu模拟器
手稿sudo apt-get install qemu qemu-system qemu-utils
这时应该已经可以运行qemu-system-arm命令了, 其版本为：
qemu-system-arm –version
QEMU emulator version 1.0.50 (Debian 1.0..03-0ubuntu2), Copyright (c)Fabrice Bellard
3. 编译和运行U-boot：
到 下载最新版本的U-Boot源代码， 我用的目前最新版本 u-boot-2023.04.tar.bz2
解压后进入源代码目录，在Makefile里面增加两行：
ARCH ?= arm
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabi-
其实就是告诉它使用ARM编译器来编译。
make ca9x4_ct_vxp_config
make
这里配置目标板为 Cortex-A9x4 vexpress. 之所以选这个配置可以从 boards.cfg文件里看到， vexpress是ARM公司使用Cortext-A9的一个开发板，相关的代码在 board/armltd/vexpress/ 目录，配置文件为include/configs/ca9x4_ct_vxp.h。 而且关键的是Qemu里面已经支持这个毕橡孝板卡。
编译完成后会生成u-boot文件
运行：
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel u-boot
或者
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -serial stdio -kernel u-boot
发现，如果没有指定-nographics, 则必须要加-serial stdio才会有打印。
参数-m 256M为指定内存大小。-M 指定板卡的名称， 支持的板卡可如纯以用-M ?查看， 如下：
#qemu-system-arm -M ?
Supported machines are:
beagle Beagle board (OMAP3530)
beaglexm Beagle board XM (OMAP3630)
…………
versatilepb ARM Versatile/PB (ARM926EJ-S)
versatileab ARM Versatile/AB (ARM926EJ-S)
vexpress-a9 ARM Versatile Express for Cortex-A9
vexpress-a15 ARM Versatile Express for Cortex-A15
正常运行的结果：
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel u-boot
U-Boot 2023.04 (Jul:14:08)
DRAM: 256 MiB
WARNING: Caches not enabled
Flash: ## Unknown flash on Bank 1 – Size = 0x= 0 MB
## Unknown flash on Bank 2 – Size = 0x= 0 MB
*** failed ***
MMC: MMC: 0
*** Warning – bad CRC, using default environment
In: serial
Out: serial
Err: serial
Net: c911x-0
Hit any key to stop autoboot: 0
VExpress#
VExpress# printenv
baudrate=38400
bootcmd=run bootflash;
bootdelay=2
bootflash=run flashargs; cp ${ramdisk_addr} ${ramdisk_addr_r} ${maxramdisk}; bootm ${kernel_addr} ${ramdisk_addr_r}
console=ttyAMA0,38400n8
。。。。。
注意：如果在检测Flash failed后停止运行，是因为在 arch/arm/lib/board.c里面 board_init_r()函数里检测Flash失败后调用了hang(), 暂时先把hang()去掉就可以运行下去了。
关于qemu调试linux4.0内核的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。
