如何用 QEMU 模拟 Raspberry Pi Raspbian？
How to emulate Raspberry Pi Raspbian with QEMU?
我正在尝试使用 QEMU 用 Raspian OS 模拟 Raspberry Pi。我尝试了网上描述的几种方法，但都没有成功。
我发现我需要修补适合所需 OS 的 Linux 内核。在我的例子中，我选择了带有内核 4.4 的 Rasbian Lite：
wget https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_lite/images/raspbian_lite-2016-05-31/2016-05-27-raspbian-jessie-lite.zip
unzip 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.zip
rm 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.zip
接下来我从 https://www.kernel.org/:
加载内核
wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.4.16.tar.gz
tar -xzf linux-4.4.16.tar.gz
rm linux-4.4.16.tar.gz
现在交叉编译内核：
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
cd linux-4.4.16
make vexpress_defconfig
make all
cd ..
现在我可以将引导映像（即在 RAM 中自动提取的压缩内核映像）复制到我的工作区：
cp linux-4.4.16/arch/arm/boot/zImage zImage
和运行 QEMU
qemu-system-arm -kernel zImage -M vexpress-a9 -m 1024 -cpu cortex-a9 -no-reboot -serial stdio -hda 016-05-27-raspbian-jessie-lite.img -append "root=/dev/sda2 rootfstype=ext4"
但我看到的只是一个黑色填充的 QEMU-window。 :(
我认为问题在于获得正确的内核。从 Internet 复制某些内核从未成功，因为它们不适合 OS.
如何 build/patch 适合 OS 的内核（无需下载现有内核）以及如何正确 运行 QEMU？
提前致谢
亚历克斯
第二种方法
我从这里加载一个 kernel-qemu https://www.dropbox.com/s/g8u93xblz1v1ly0/kernel-qemu?dl=0 和 运行 QEMU:
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb -no-reboot -serial stdio -append "root=/dev/sda2" -hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
这给我带来了以下输出：
这对我来说很有意义，因为内核是 3.10.25 并且比 Raspbian Jessie 和内核 4.4.16.
使用 https://github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/blob/master/kernel-qemu-4.4.12-jessie
的 qemu 内核
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu-4.4.12-jessie -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb -serial stdio -append "root=/dev/sda2 rootfstype=ext4 rw" -hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
我得到了类似的结果：
新内核-qemu 4.4.16 的新尝试：
从 https://github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/tree/master/tools 复制 build-kernel-qemu 并添加以下行以检查内核 4.4.16 的版本：
git checkout b05965f284db3e086022f4e318e46cb5bffb1376
运行 build-kernel-qemu 构建内核
sh build-kernel-qemu
运行 QEMU
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu -m 256 -M versatilepb -serial stdio -append "root=/dev/sda2 rootfstype=ext4 rw" -hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
结果：
您应该在开始之前展开 Raspbian 图像文件
使用 kpartx 安装 Raspbian 映像文件（可能必须安装 kpartx）
$ sudo kpartx -av your-image.img
add map loop0p1 (252:5): 0 117187 linear /dev/loop0 1
add map loop0p2 (252:6): 0 3493888 linear /dev/loop0 118784
$ sudo mount /dev/mapper/loop0p2 /mnt/img1
$ cd /mnt/img1
修改/etc/fstab并注释掉MMCBLK挂载
$ sudo nano etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
#/dev/mmcblk0p1 /boot vfat defaults 0 2
#/dev/mmcblk0p2 / ext4 defaults,noatime 0 1
# a swapfile is not a swap partition, no line here
# use dphys-swapfile swap[on|off] for that
修改/etc/ld.so.preload并注释掉行...
$ sudo nano etc/ld.so.preload
#/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libarmmem.so
从 kpartx
卸载 并销毁循环
$ sudo umount /mnt/img1
$ sudo kpartx -d your-image.img
在此处获取与 Raspbian 图像匹配的 Qemu 内核...
https://github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel
我用这个命令成功模拟了Raspbian Jessie
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu-4.4.12-jessie -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb \
-no-reboot -serial stdio -append "root=/dev/sda2 panic=1 rootfstype=ext4 rw" \
-redir tcp:5022::22 \
-hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
我在使用自定义 ubuntu 图片时遇到了类似的问题。
我还应用了@Michael Connors 的回答中描述的修改，然后我看到系统启动。
您可以在 -append="" 中添加以下内容以查看您的情况：
qemu-system-arm ... -serial stdio -append="... console=ttyAMA0,115200 loglevel=8"
您需要修改内核才能在 QEMU 中 运行，因为 raspberry PI 板硬件在 QEMU 中不可用。这就是您的第一种方法失败的原因。
您的第二种方法使用在多功能板上正确修补到 运行 的内核（由 QEMU 支持），这很好，但是内核 3.x 对于现代 Raspbian。原则上你最后的方法应该有效。
我推荐 this 更新指南（2017 年 2 月），我使用 4.4 内核对其进行了测试，它可以立即运行。
qemu-system-arm -kernel $KERNEL -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb -net nic,macaddr=$MAC -net tap -no-reboot -append "root=/dev/sda2 panic=1" -drive format=raw,file=$IMG
我不得不使用 format=raw,file=$IMG 选项来避免 QEMU 警告。
不需要注释掉/etc/fstab，可以添加到/etc/udev/rules.d/90-qemu.rules
KERNEL=="sda", SYMLINK+="mmcblk0"
KERNEL=="sda?", SYMLINK+="mmcblk0p%n"
KERNEL=="sda2", SYMLINK+="root"
此外，ld.so.preload 是旧的，不再适用
上述指南中提供的脚本可以为您完成所有这些工作，还可以通过与 raspbian 共享您的网络接口来提供对您的 raspbian 的网络访问。
Ubuntu 16.04 主机，QEMU 2.9.0 -M raspi2，Raspbian 2016-05-27，香草内核
优点：
- 和
-M raspi2，我们可以使用vanilla内核，所以系统更具代表性
限制：
-M raspi2是QEMU 2.6.0加入的，而Ubuntu16.04只有QEMU 2.5.0，所以我们要从源码编译QEMU。但这并不难。- GUI 显示但不响应鼠标/键盘，已在 SDL 和 VNC 上测试。但是 CLI 却工作得很好。因此，您不妨暂时使用具有 go GUI 的 Lite 图像。
- 没有网络
步骤：
从源代码编译 QEMU 2.9.0：
sudo apt-get build-dep qemu-system-arm
git clone --recursive git://git.qemu-project.org/qemu.git
cd qemu
git checkout v2.9.0
./configure
make `nproc`
下载镜像并从中提取内核和dts:
下载图片并解压：
wget http://downloads.raspberrypi.org/raspbian/images/raspbian-2016-05-31/2016-05-27-raspbian-jessie.zip
unzip 2016-05-27-raspbian-jessie.zip
挂载分区的第二个映像。最简单的方法是：
sudo losetup -f --show -P 2016-05-27-raspbian-jessie.img
这仅适用于 Ubuntu 16.04 上的最新 losetup，其他方法位于：https://askubuntu.com/questions/69363/mount-single-partition-from-image-of-entire-disk-device/496576#496576
这会打印一个循环设备，例如：
/dev/loop0
所以我们这样做：
sudo mkdir /mnt/rpi
sudo mount /dev/loop0p1 /mnt/rpi
cp /mnt/rpi/kernel7.img bcm2709-rpi-2-b.dtb .
sudo umount /mnt/rpi
sudo losetup -d /dev/loop0
运行:
./arm-softmmu/qemu-system-arm \
-M raspi2 \
-append "rw earlyprintk loglevel=8 console=ttyAMA0,115200 dwc_otg.lpm_enable=0 root=/dev/mmcblk0p2" \
-cpu arm1176 \
-dtb bcm2709-rpi-2-b.dtb \
-sd 2016-05-27-raspbian-jessie.img \
-kernel kernel7.img \
-m 1G \
-smp 4 \
-serial stdio \
;
然后您可以在主机终端上显示的终端上登录。
[失败] Ubuntu 17.04，QEMU 2.8.0 -M raspi2，Raspbian 2016-05-27，香草内核
在这个较新的 Ubuntu 上，QEMU 2.8.0 是默认的，因此我们不需要为 -M raspi2 从源代码编译 QEMU。但是，2.8.0 在出现以下消息后在启动时挂起：
Console: switching to colour frame buffer device 100x30
这表明 -M raspi2 仍然不稳定。
[失败] Ubuntu 16.04，QEMU 2.9.0 -M raspi2，Raspbian 2017-08-16，香草内核
在这个较新的映像上，使用与 2016-05-27 相同的方法，内核在启动时出现恐慌：
Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions:
...
[ 4.138114] ---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)
bztsrc/raspi3-tutorial QEMU 上的 RPI3 裸机
https://github.com/bztsrc/raspi3-tutorial is a good set of examples that just work on QEMU, ultraquick getting started at: https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/34733/how-to-do-qemu-emulation-for-bare-metal-raspberry-pi-images/85135#85135
我正在尝试使用 QEMU 用 Raspian OS 模拟 Raspberry Pi。我尝试了网上描述的几种方法，但都没有成功。
我发现我需要修补适合所需 OS 的 Linux 内核。在我的例子中，我选择了带有内核 4.4 的 Rasbian Lite：
wget https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_lite/images/raspbian_lite-2016-05-31/2016-05-27-raspbian-jessie-lite.zip
unzip 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.zip
rm 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.zip
接下来我从 https://www.kernel.org/:
加载内核wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.4.16.tar.gz
tar -xzf linux-4.4.16.tar.gz
rm linux-4.4.16.tar.gz
现在交叉编译内核：
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
cd linux-4.4.16
make vexpress_defconfig
make all
cd ..
现在我可以将引导映像（即在 RAM 中自动提取的压缩内核映像）复制到我的工作区：
cp linux-4.4.16/arch/arm/boot/zImage zImage
和运行 QEMU
qemu-system-arm -kernel zImage -M vexpress-a9 -m 1024 -cpu cortex-a9 -no-reboot -serial stdio -hda 016-05-27-raspbian-jessie-lite.img -append "root=/dev/sda2 rootfstype=ext4"
但我看到的只是一个黑色填充的 QEMU-window。 :(
我认为问题在于获得正确的内核。从 Internet 复制某些内核从未成功，因为它们不适合 OS.
如何 build/patch 适合 OS 的内核（无需下载现有内核）以及如何正确 运行 QEMU？
提前致谢
亚历克斯
第二种方法
我从这里加载一个 kernel-qemu https://www.dropbox.com/s/g8u93xblz1v1ly0/kernel-qemu?dl=0 和 运行 QEMU:
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb -no-reboot -serial stdio -append "root=/dev/sda2" -hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
这给我带来了以下输出：
使用 https://github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/blob/master/kernel-qemu-4.4.12-jessie
的 qemu 内核qemu-system-arm -kernel kernel-qemu-4.4.12-jessie -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb -serial stdio -append "root=/dev/sda2 rootfstype=ext4 rw" -hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
我得到了类似的结果：
新内核-qemu 4.4.16 的新尝试：
从 https://github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/tree/master/tools 复制 build-kernel-qemu 并添加以下行以检查内核 4.4.16 的版本：
git checkout b05965f284db3e086022f4e318e46cb5bffb1376运行
build-kernel-qemu构建内核sh build-kernel-qemu运行 QEMU
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu -m 256 -M versatilepb -serial stdio -append "root=/dev/sda2 rootfstype=ext4 rw" -hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img结果：
您应该在开始之前展开 Raspbian 图像文件
使用 kpartx 安装 Raspbian 映像文件（可能必须安装 kpartx）
$ sudo kpartx -av your-image.img
add map loop0p1 (252:5): 0 117187 linear /dev/loop0 1
add map loop0p2 (252:6): 0 3493888 linear /dev/loop0 118784
$ sudo mount /dev/mapper/loop0p2 /mnt/img1
$ cd /mnt/img1
修改/etc/fstab并注释掉MMCBLK挂载
$ sudo nano etc/fstab
proc /proc proc defaults 0 0
#/dev/mmcblk0p1 /boot vfat defaults 0 2
#/dev/mmcblk0p2 / ext4 defaults,noatime 0 1
# a swapfile is not a swap partition, no line here
# use dphys-swapfile swap[on|off] for that
修改/etc/ld.so.preload并注释掉行...
$ sudo nano etc/ld.so.preload
#/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libarmmem.so
从 kpartx
卸载 并销毁循环$ sudo umount /mnt/img1
$ sudo kpartx -d your-image.img
在此处获取与 Raspbian 图像匹配的 Qemu 内核...
https://github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel
我用这个命令成功模拟了Raspbian Jessie
qemu-system-arm -kernel kernel-qemu-4.4.12-jessie -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb \
-no-reboot -serial stdio -append "root=/dev/sda2 panic=1 rootfstype=ext4 rw" \
-redir tcp:5022::22 \
-hda 2016-05-27-raspbian-jessie-lite.img
我在使用自定义 ubuntu 图片时遇到了类似的问题。 我还应用了@Michael Connors 的回答中描述的修改，然后我看到系统启动。
您可以在 -append="" 中添加以下内容以查看您的情况：
qemu-system-arm ... -serial stdio -append="... console=ttyAMA0,115200 loglevel=8"
您需要修改内核才能在 QEMU 中 运行，因为 raspberry PI 板硬件在 QEMU 中不可用。这就是您的第一种方法失败的原因。
您的第二种方法使用在多功能板上正确修补到 运行 的内核（由 QEMU 支持），这很好，但是内核 3.x 对于现代 Raspbian。原则上你最后的方法应该有效。
我推荐 this 更新指南（2017 年 2 月），我使用 4.4 内核对其进行了测试，它可以立即运行。
qemu-system-arm -kernel $KERNEL -cpu arm1176 -m 256 -M versatilepb -net nic,macaddr=$MAC -net tap -no-reboot -append "root=/dev/sda2 panic=1" -drive format=raw,file=$IMG
我不得不使用 format=raw,file=$IMG 选项来避免 QEMU 警告。
不需要注释掉/etc/fstab，可以添加到/etc/udev/rules.d/90-qemu.rules
KERNEL=="sda", SYMLINK+="mmcblk0"
KERNEL=="sda?", SYMLINK+="mmcblk0p%n"
KERNEL=="sda2", SYMLINK+="root"
此外，ld.so.preload 是旧的，不再适用
上述指南中提供的脚本可以为您完成所有这些工作，还可以通过与 raspbian 共享您的网络接口来提供对您的 raspbian 的网络访问。
Ubuntu 16.04 主机，QEMU 2.9.0 -M raspi2，Raspbian 2016-05-27，香草内核
优点：
- 和
-M raspi2，我们可以使用vanilla内核，所以系统更具代表性
限制：
-M raspi2是QEMU 2.6.0加入的，而Ubuntu16.04只有QEMU 2.5.0，所以我们要从源码编译QEMU。但这并不难。- GUI 显示但不响应鼠标/键盘，已在 SDL 和 VNC 上测试。但是 CLI 却工作得很好。因此，您不妨暂时使用具有 go GUI 的 Lite 图像。
- 没有网络
步骤：
从源代码编译 QEMU 2.9.0：
sudo apt-get build-dep qemu-system-arm git clone --recursive git://git.qemu-project.org/qemu.git cd qemu git checkout v2.9.0 ./configure make `nproc`下载镜像并从中提取内核和dts:
下载图片并解压：
wget http://downloads.raspberrypi.org/raspbian/images/raspbian-2016-05-31/2016-05-27-raspbian-jessie.zip unzip 2016-05-27-raspbian-jessie.zip挂载分区的第二个映像。最简单的方法是：
sudo losetup -f --show -P 2016-05-27-raspbian-jessie.img这仅适用于 Ubuntu 16.04 上的最新
losetup，其他方法位于：https://askubuntu.com/questions/69363/mount-single-partition-from-image-of-entire-disk-device/496576#496576这会打印一个循环设备，例如：
/dev/loop0所以我们这样做：
sudo mkdir /mnt/rpi sudo mount /dev/loop0p1 /mnt/rpi cp /mnt/rpi/kernel7.img bcm2709-rpi-2-b.dtb . sudo umount /mnt/rpi sudo losetup -d /dev/loop0
运行:
./arm-softmmu/qemu-system-arm \ -M raspi2 \ -append "rw earlyprintk loglevel=8 console=ttyAMA0,115200 dwc_otg.lpm_enable=0 root=/dev/mmcblk0p2" \ -cpu arm1176 \ -dtb bcm2709-rpi-2-b.dtb \ -sd 2016-05-27-raspbian-jessie.img \ -kernel kernel7.img \ -m 1G \ -smp 4 \ -serial stdio \ ;
然后您可以在主机终端上显示的终端上登录。
[失败] Ubuntu 17.04，QEMU 2.8.0 -M raspi2，Raspbian 2016-05-27，香草内核
在这个较新的 Ubuntu 上，QEMU 2.8.0 是默认的，因此我们不需要为 -M raspi2 从源代码编译 QEMU。但是，2.8.0 在出现以下消息后在启动时挂起：
Console: switching to colour frame buffer device 100x30
这表明 -M raspi2 仍然不稳定。
[失败] Ubuntu 16.04，QEMU 2.9.0 -M raspi2，Raspbian 2017-08-16，香草内核
在这个较新的映像上，使用与 2016-05-27 相同的方法，内核在启动时出现恐慌：
Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions:
...
[ 4.138114] ---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)
bztsrc/raspi3-tutorial QEMU 上的 RPI3 裸机
https://github.com/bztsrc/raspi3-tutorial is a good set of examples that just work on QEMU, ultraquick getting started at: https://raspberrypi.stackexchange.com/questions/34733/how-to-do-qemu-emulation-for-bare-metal-raspberry-pi-images/85135#85135