amd64下交叉编译调试arm64内核

本文最后更新于：2023年10月13日 晚上

amd64下交叉编译调试arm64内核

1. 编译调试版linux内核

下载源码

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git clone https://github.com/torvalds/linux.git

安装编译依赖

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sudo apt install build-essential libncurses-dev bison flex libssl-dev libelf-dev gcc-aarch64-linux-gnu

内核编译选项配置

进入源码目录，配置编译选项：

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cd linux
git checkout -b v4.19 v4.19
export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
make defconfig

比较重要的配置项有：

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Kernel hacking  --->
    [*] Kernel debugging
    Compile-time checks and compiler options  --->
        [*] Compile the kernel with debug info
        [*]   Provide GDB scripts for kernel debugging

一定要打开。 还有下面的选项会导致打断点失败，一定要关闭：

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Processor type and features ---->
    [] Randomize the address of the kernel image (KASLR)

保存并退出 menuconfig，开始编译之旅：

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make -j`expr $(nproc) / 2`

2. debootstrap制作根文件系统

安装依赖

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sudo apt-get install qemu qemu-user-static binfmt-support debootstrap debian-archive-keyring

制作文件系统

使用也十分简单，命令格式为：

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sudo debootstrap --arch [平台] [发行版本代号] [构建目录] [镜像地址]

以在Deepin 20.7 制作debian10(buster) arm64文件系统为例，预装ifupdown是因为下方配置网络的时候需要用到：

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sudo debootstrap --arch=arm64 --include=ifupdown --foreign buster linux-rootfs http://ftp.cn.debian.org/debian/

amd64下交叉编译构建arm64需要执行下方命令：

```bash
sudo cp -a /usr/bin/qemu-aarch64-static linux-rootfs/usr/bin/qemu-aarch64-static

进入文件系统

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wget https://raw.githubusercontent.com/ywhs/linux-software/master/ch-mount.sh
chmod 777 ch-mount.sh
# 执行脚本后，没有报错会进入文件系统，交叉编译时显示 I have no name ，这是因为还没有初始化。
./ch-mount.sh -m linux-rootfs/

debootstrap/debootstrap --second-stage # 交叉编译时执行，初始化文件系统，会把一个系统的基础包初始化
exit
./ch-mount.sh -u linux-rootfs/

定制文件系统

配置网络

要确保进入文件系统后有网络，可以将 /etc/resolv.conf 文件拷贝到 linux-rootfs/etc/resolv.conf。

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sudo cp /etc/resolv.conf linux-rootfs/etc/resolv.conf

更换国内镜像源

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# 再次进入时，执行如下命令即可
sudo chroot linux-rootfs

# 若是遇到没法拉取 https 源的状况，请先使用 http 源并安装
apt install apt-transport-https
cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
# 把文件内容所有替换为对应阿里源，参见：https://developer.aliyun.com/mirror/?spm=a2c6h.12873639.J_5404914170.29.2feb6235F6x30d

cat > /etc/apt/source.list << EOF

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ buster main contrib non-free
deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ buster main contrib non-free

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ buster-updates main contrib non-free
deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ buster-updates main contrib non-free

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ buster-backports main contrib non-free
deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ buster-backports main contrib non-free

deb https://mirrors.ustc.edu.cn/debian-security/ buster/updates main contrib non-free
deb-src https://mirrors.ustc.edu.cn/debian-security/ buster/updates main contrib non-free
EOF

配置 root 用户密码

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passwd

建立一个普通用户

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# 这两个环境变量能够自行修改
USER=wujing
HOST=wujing
useradd -G sudo -m -s /bin/bash $USER
passwd $USER

设置主机名和以太网

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echo $HOST > /etc/hostname
echo "127.0.0.1 localhost.localdomain localhost" > /etc/hosts
echo "127.0.0.1 $HOST" >> /etc/hosts
echo "auto enp0s1" >> /etc/network/interfaces
echo "iface enp0s1 inet dhcp" >> /etc/network/interfaces

退出文件系统

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exit
./ch-mount.sh -u linux-rootfs

制作文件系统镜像

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dd if=/dev/zero of=buster.img bs=1M seek=2047 count=1
sudo mkfs.ext4 -F buster.img
sudo mkdir -p /mnt/buster
sudo mount -o loop buster.img /mnt/buster
sudo cp -a linux-rootfs/. /mnt/buster/.
sudo umount /mnt/buster
sudo chmod 666 buster.img

3. 启动内核并调试

依赖安装

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sudo apt install qemu qemu-system qemu-kvm

qemu启动内核并挂载文件系统调试

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sudo qemu-system-aarch64 -m 1024 -cpu cortex-a57 -M virt -nographic -smp 4 -kernel ~/code/linux/arch/arm64/boot/Image -append "noinintrd sched_debug root=/dev/vda rootfstype=ext4 rw crashkernel=256M loglevel=8" -drive if=none,file=buster.img,id=hd0 -device virtio-blk-device,drive=hd0 -S -s

加载内核调试工具

然后切换到内核源码目录，启动 gdb，不过在启动之前，请向 ~/code/linux/.gdbinit 添加如下内容：

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cd linux
echo "add-auto-load-safe-path ./scripts/gdb/vmlinux-gdb.py" >> .gdbinit

加载内核调试工具，然后执行：

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sudo apt install gdb-multiarch
gdb-multiarch vmlinux
set architecture aarch64
target remote :1234
c

来连接到虚拟机上的 gdb 服务。

到这里，你就可以像调试普通程序一样调试 Linux 内核了。Linux 的内核入口函数是位于 init/main.c 中的 start_kernel ，在这里完成各种内核数据结构的初始化。

4. 网络修复

输入root密码登录后，查看IP地址：

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ip addr

假设网卡名为enp0s1。

假设上方设置主机名和以太网中网卡名为eth0。

执行如下命令：

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sed -i "s/enp0s3/enp0s1/g" /etc/network/interfaces
ifup enp0s1

现在可以使用apt安装依赖：

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apt update

qemu默认使用的用户模式网络非常适合允许访问网络资源，包括 Internet。 特别是，它允许从guest到主机的 ssh流量。 但是，默认情况下，它充当防火墙，不允许任何传入流量。 它也不支持 TCP 和 UDP 以外的协议 - 例如，ping 和其他 ICMP 程序将不起作用。

linux > kernel > qemu
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amd64下交叉编译调试arm64内核
https://realwujing.github.io/linux/kernel/qemu/amd64下交叉编译调试arm64内核/
作者
Wu Jing
发布于
2023年10月12日
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