QEMU运行x86_64虚拟机

命令一览

  2. sudo apt-get install -y qemu-kvm kpartx bsdmainutils
  3. dd if=/dev/zero of=./disk.img bs=1M count=100
  4. echo "n
  5. p
  6. 1
  9. w
  10. " | fdisk disk.img
  11. sudo losetup /dev/loop0 disk.img
  12. sudo kpartx -av /dev/loop0
  13. sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p1
  14. sudo mkdir /mnt/rootfs
  15. sudo mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/rootfs
  16. mkdir busybox
  17. cd busybox
  18. wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.29.3.tar.bz2 --no-check-certificate
  19. tar -xjf busybox-1.29.3.tar.bz2
  20. cd busybox-1.29.3
  21. make menuconfig
  22. make
  23. make install
  24. ldd bin/ping
  25. sudo mkdir /mnt/rootfs/lib
  26. sudo cp -r /lib/i386-linux-gnu  /mnt/rootfs/lib/
  27. sudo cp -r /lib/ld-linux.so.2  /mnt/rootfs/lib/
  28. sudo cp -r _install/*  /mnt/rootfs/
  29. cd /mnt/rootfs
  30. sudo cp -r /boot/vmlinuz-3.5.0-17-generic ./boot/
  31. sudo cp -r /boot/initrd.img-3.5.0-17-generic ./boot/
  32. cd boot
  33. sudo ln -svf vmlinuz-3.5.0-17-generic vmlinuz
  34. sudo ln -svf initrd.img-3.5.0-17-generic initrd
  35. cd /mnt/rootfs
  36. sudo mkdir dev proc run etc root sys
  37. sudo grub-install --root-directory=/mnt/rootfs/ /dev/loop0
  38. qemu-system-x86_64 -m 1024M -drive format=raw,file=disk.img
  39. ls
  40. set root=(hd0,msdos1)
  41. set prefix=(hd0,msdos1)/boot/grub
  42. linux /boot/vmlinuz root=/dev/sda1
  43. initrd /boot/initrd
  45. sudo umount /dev/mapper/loop0p1
  46. sudo dmsetup remove /dev/mapper/loop0p1
  47. sudo losetup -d /dev/loop0

环境搭建

Ubuntu 12.10(手头刚好在运行的直接抓来实验了，现年头都用19.10的(⊙o⊙)…)

  1. sudo apt-get install -y qemu-kvm kpartx bsdmainutils

制作启动文件( disk.img = mbr+rootfs)

创建100M启动文件，用来模拟后续的物理磁盘

  1. dd if=/dev/zero of=./disk.img bs=1M count=100
  3. echo "n
  4. p
  5. 1
  8. w
  9. " | fdisk disk.img

通过命令hd(hexdump)命令可以查看前512字节(后面作为mbr结构)的内容:

20200206_102119_62

可以看到 disk.img 的前512字节末尾为 0x55 0xAA (存储时低位在前，高位在后，因此也就是0xAA55，表明为mbr，且为活跃状态）,另从00 20 21 00 83 be 32 0c 00 08 00 00 00 00 18 03 00为第一个磁盘分区项，用于描述该分区的相关信息也在mbr中。

制作rootfs根文件系统

制作rootfs根文件系统

将 disk.img 的第一个分区格式化为ext4文件系统:

  1. sudo losetup /dev/loop0 disk.img
  2. sudo kpartx -av /dev/loop0
  3. sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p1
  • 将disk.img关联到/dev/loop0设备，这样linux操作系统可以将disk.img当作块设备（磁盘）来进行操作
  • 将disk.img的分区生成设备到/dev/mapper中，这里第一个分区即为/dev/mapper/loop0p1
  • 将disk.img的第一个分区格式化为ext4文件系统

挂载第一分区，开始制作rootfs根文件系统:

  1. sudo mkdir /mnt/rootfs
  2. sudo mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/rootfs
  3. # 这样便可以对第一个分区的文件系统进行文件目录等操作了

编译busybox(这里选择动态编译，后续的网络ping静态编译会出bug)

  1. mkdir busybox
  2. cd busybox
  3. wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.29.3.tar.bz2 --no-check-certificate
  4. tar -xjf busybox-1.29.3.tar.bz2
  5. cd busybox-1.29.3
  6. make menuconfig
  8. make
  9. make install

因为是动态编译，需要将查看bin和sbin下的命令需要什么动态.so文件,使用ldd指令查看即可:

  1. ldd bin/ping

20200206_103625_53

  1. sudo mkdir /mnt/rootfs/lib
  2. sudo cp -r /lib/i386-linux-gnu  /mnt/rootfs/lib/
  3. sudo cp -r /lib/ld-linux.so.2  /mnt/rootfs/lib/
  4. sudo cp -r _install/*  /mnt/rootfs/

20200206_103704_12

根据上面的操作，我们已经有个rootfs根文件系统了，该rootfs根文件系统安装在第一分区

安装 grub2 bootloader 第一阶段，MBR引导

  1. sudo grub-install --root-directory=/mnt/rootfs/ /dev/loop0
  • 将grub2 bootloader程序安装到disk.img的mbr中(前512字节的代码内容),以及将grub启动过程中需要的一些驱动文件安装到根目录rootfs下的 boot/grub 目录下,之类会报错，可以忽略

20200206_104359_53

通过查看

  1. hd disk.img -n 512

可以看到前面的内容已经不再全是0,而且也能通过右边字符看到一些grub的描述，可以知道grub将bootloader的代码安装到了disk.img的mbr中:

20200206_105126_89

拷贝vmlinuz和initrd

告知vmlinuz和initrd.img的位置信息给grub2:

有mbr的bootloader程序,我们也已经为磁盘disk.img的第一个分区划分了存储容量，并且文件系统格式为ext4和制作成了rootfs根文件系统。而grub2 bootloader程序是能够识别ext4文件系统，因此其能够知道第一个分区到底存储了什么内容，因此我们只需要将vmlinuz和initrd.img存放到第一分区，grub2 bootloader是有能力读取到这两个文件的。

  1. cd /mnt/rootfs
  2. sudo cp -r /boot/vmlinuz-3.5.0-17-generic ./boot/
  3. sudo cp -r /boot/initrd.img-3.5.0-17-generic ./boot/
  4. cd boot
  5. sudo ln -svf vmlinuz-3.5.0-17-generic vmlinuz
  6. sudo ln -svf initrd.img-3.5.0-17-generic initrd

创建其他依赖目录

  1. cd /mnt/rootfs
  2. sudo mkdir dev proc run etc root sys

测试grub

这样disk.img启动文件便制作完成，使用qemu启动:

  1. qemu-system-x86_64 -m 1024M -drive format=raw,file=disk.img

20200206_112433_56

启动界面会到达grub命令行模式,虽然grub能够识别ext4文件系统，但是我们并没有告诉它具体的vmlinuz和initrd.img的路径，因此我们通过手动方式来告知grub这两个位置(其中set root是告知grub路径/vmlinuz和/initrd所在的磁盘分区，这里hd0,msdos1表示第一块磁盘的第一个分区即disk.img的第一个分区,set prefix是告知grub后续的命令和驱动的目录位置在哪，如这里的linux命令和initrd命令),最后执行启动boot即可:

  1. ls
  2. set root=(hd0,msdos1)
  3. set prefix=(hd0,msdos1)/boot/grub
  4. linux /boot/vmlinuz root=/dev/sda1
  5. initrd /boot/initrd

20200206_112550_42

grub启动菜单grub.cfg

  1. cd /mnt/rootfs
  2. sudo cat > boot/grub/grub.cfg << EOF
  3. set timeout=5
  4. set default=0
  6. menuentry 'Linux, busybox, root=/dev/sda1' {
  7.     linux /boot/vmlinuz root=/dev/sda1
  8.     initrd /boot/initrd
  9. }
  11. menuentry 'Reboot' {
  12.     reboot
  13. }
  15. menuentry 'Shutdown' {
  16.     halt
  17. }
  18. EOF

最终测试

一切准备就绪，执行该启动文件测试效果:

20200206_113056_19

搞不懂这里为嘛会。。权限不够，sudo不行了？？

20200206_113130_18

卸载disk.img

  1. sudo umount /dev/mapper/loop0p1
  2. sudo dmsetup remove /dev/mapper/loop0p1
  3. sudo losetup -d /dev/loop0
  • 卸载disk.img的第一分区
  • 删除disk.img第一分区所生成的设备
  • 取消disk.img关联到/dev/loop0设备

参考