第一步先进行源码拉取，这里使用的是一个特别版本：https://github.com/runninglinuxkernel/runninglinuxkernel_5.0.git

我们还需要下载 ARM 编译工具链：https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads (我使用的是10.3的版本)

编译 Kernel

run_rlk_arm64.sh 这段脚本中提供了下面这几行代码来编译 kernel:

1
2
3
4
5

make_kernel_image(){
	echo "start build kernel image..."
	make debian_defconfig
	make -j $JOBCOUNT
}

运行：

1

./run_rlk_arm64.sh build_kernel

从上面的代码可以看出，编译内核只需要两步：

  1. 配置编译选项：make menuconfig 或者 make %_defconfig。 menuconfig 是 Linux 提供的一种文字式图形化配置方式，依赖 libncurses5-dev。make %_defconfig 会依赖下面的这几行，在固定的路径去读取相应的 config 文件
1
2
3
4

# scripts/kconfig/Makefile

%_defconfig: $(obj)/conf
	$(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)
  1. make -j$(nproc) 编译

如果是替换本机的 Linux 内核还需要做以下的几步： 3. make modules_install 4. make install

编译 rootfs

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54

kernel_build=$PWD/rootfs_debian_arm64/usr/src/linux/

prepare_rootfs(){
	if [ ! -d $rootfs_path ]; then
		echo "decompressing rootfs..."
		# split -d -b 80m rootfs_debian_arm64.tar.xz -- rootfs_debian_arm64.part 
		cat rootfs_debian_arm64.part0* > rootfs_debian_arm64.tar.xz
		tar -Jxf rootfs_debian_arm64.tar.xz
	fi
}

build_kernel_devel(){
	kernver="$(cat include/config/kernel.release)"
	echo "kernel version: $kernver"

	mkdir -p $kernel_build
	rm rootfs_debian_arm64/lib/modules/$kernver/build
	cp -a include $kernel_build
	cp Makefile .config Module.symvers System.map vmlinux $kernel_build
	mkdir -p $kernel_build/arch/arm64/
	mkdir -p $kernel_build/arch/arm64/kernel/

	cp -a arch/arm64/include $kernel_build/arch/arm64/
	cp -a arch/arm64/Makefile $kernel_build/arch/arm64/
	cp arch/arm64/kernel/module.lds $kernel_build/arch/arm64/kernel/

	ln -s /usr/src/linux rootfs_debian_arm64/lib/modules/$kernver/build

	# ln to debian linux-5.0/scripts
	ln -s /usr/src/linux-kbuild/scripts rootfs_debian_arm64/usr/src/linux/scripts
	#ln -s /usr/src/linux-kbuild/tools rootfs_debian_arm64/usr/src/linux/tools
}

build_rootfs(){
	if [ ! -f $rootfs_image ]; then
		make install
		make modules_install -j $JOBCOUNT
		# make headers_install

		build_kernel_devel

		echo "making image..."
		dd if=/dev/zero of=$rootfs_image bs=1M count=$rootfs_size
		mkfs.ext4 $rootfs_image
		mkdir -p tmpfs
		echo "copy data into rootfs..."
		mount -t ext4 $rootfs_image tmpfs/ -o loop
		cp -af $rootfs_path/* tmpfs/
		umount tmpfs
		chmod 777 $rootfs_image

		rm -rf $rootfs_path
	fi
}

使用 Qemu 运行

  1. 编译 QEMU，编译选项记得开启 --enable-kvm --enable-virtfs
  2. 使用下面的脚本运行
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14

run_qemu_debian(){
	cmd="$QEMU -m 1024 -cpu cortex-a57 -smp 4 -M virt,gic-version=3,its=on,iommu=smmuv3\
		-nographic $SMP -kernel arch/arm64/boot/Image \
		-append \"$kernel_arg $debug_arg $rootfs_arg $crash_arg $dyn_arg\"\
		-drive if=none,file=$rootfs_image,format=raw,id=hd0\
		-device virtio-blk-device,drive=hd0\
		--fsdev local,id=kmod_dev,path=./kmodules,security_model=none\
		-device virtio-9p-pci,fsdev=kmod_dev,mount_tag=kmod_mount\
		$DBG"
	echo "running:"
	echo $cmd
	eval $cmd

}

调试内核

我们使用 gdb 加 qemu 来调试内核

step1. 先启动 qemu 的 debug 模式，就是加上 -S -s 选项：

  1. -S 表示 QEMU 虚拟机会冻结 CPU，直到远程的 GDB 输入相应的控制命令
  2. -s 表示在1234端口接收GDB的调试链接

step2. 使用 aarch64-none-linux-gnu-gdb --tui vmlinux 来启动 GDB

step3 进入 GDB 后输入 target remote localhost:1234 建立远程链接

step4 b start_kernel 在 start_kernel 处设置断点

step5 c 继续执行

执行完的效果如下图： gdb-result