Let up bring up a linux.part2 [十一]

之前的篇幅中我们已经将 Linux 内核 bringup 起来了，不知道大家有没有去尝试将根文件系统运行起来，今天我就带领大家完成这个事情，可以跟着下面的步骤一步步来完成：

在这里我们使用 busybox 构建 rootfs：

1. 下载 busybox：

wget https://github.com/mirror/busybox/archive/refs/tags/1_35_0.tar.gz

1. 解压并配置：

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- defconfig

这里需要使用静态编译获取 busybox，这样一来我们就不需要拷贝各种动态库了：

Busybox Settings ---> Build Options ---> Build BusyBox as a static binary (no shared libs) ---> yes  

1. 编译 busybox：

make
make install

1. 添加 init 和其他文件夹：

mkdir dev proc mnt sys tmp root
mkdir etc && mkdir etc/init.d在rootfs下，新建init，添加：
#!/bin/sh
# devtmpfs does not get automounted for initramfs
echo "------>  I am a VM on X-Hyper <------"
/bin/mount -t devtmpfs devtmpfs /dev
exec 0</dev/console
exec 1>/dev/console
exec 2>/dev/console
exec /sbin/init "$@"
然后执行：chmod +x init

1. 创建/etc/init.d/rcS：

#!/bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
export PATH LD_LIBRARY_PATH runlevel
/bin/hostname megvii
mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s
然后：chmod +x etc/init.d/rcS

1. 创建/etc/fstab：

proc    /proc   proc    defaults 0 0
tmpfs   /tmp    tmpfs   defaults 0 0
sysfs   /sys    sysfs   defaults 0 0
tmpfs   /dev    tmpfs   defaults 0 0

1. 创建/etc/inittab：

#etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
console::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a

1. 创建/etc/profile：

USER="`id -un`"                                                                
LOGNAME=$USER
HOSTNAME=`/bin/hostname`
HOME=/root
PS1="[$USER@$HOSTNAME \W]\# "
PATH=$PATH
export USER LOGNAME HOSTNAME HOME PS1 PATH PATH LD_LIBRARY_PATH

1. 打包：

find ./* | cpio -H newc -o > rootfs.cpio
gzip rootfs.cpio

1. 将 rootfs.cpio.gz 转换为.o，为了后续使用 ld 将其打包进 X-Hyper.elf 做准备：

aarch64-linux-gnu-ld -r -b binary rootfs.cpio -o rootfs.cpio.o

上述过程我们已经将 rootfs 准备好了，那么 Linux 如何加载这个 rootfs 呢，我们使用设备树 Chosen 来指定 initrd 的起始地址和结束地址：

由于 Linux 的启动需要足够的内存，所以我们在 X-Hyper 中我们已经将物理内存扩展到 256M，然后在 chosen 中指定 initrd 的信息：

    chosen {stdout-path = "/pl011@9000000";linux,initrd-start = <0x0 0x84000000>;linux,initrd-end = <0x0 0x85000000>;};

同时在 X-Hyper 中我们需要将 rootfs 的内容拷贝到上述指定的 IPA 对应的物理内存中（注意这里是 IPA 哦）：

1. 我们首先在 vm_config 中指定 rootfs 的地址，这里的地址要和设备树中的信息一致：

    vm_config_t guest_vm_cfg = {.guest_image  = &guest_vm_image,.guest_dtb    = &guest_virt_dtb,.guest_initrd = &guest_rootfs,.entry_addr   = 0x80600000,.dtb_addr     = 0x80000000,  /* virt dtb ipa */.rootfs_addr  = 0x84000000,  /* rootfs ipa */.ram_size     = 0x8000000,   /* 128M */.ncpu         = 2,};

1. 然后我们把 rootfs 的内容拷贝到这段 IPA 对应的物理内存中，由于这段 IPA 之前已经被映射了，所以直接拷贝就可以：

copy_to_ipa(pgt, vm_config->rootfs_addr, (char *)vm_config->guest_initrd->start_addr, vm_config->guest_initrd->image_size);

完成上述操作后，整个 IPA 地址空间如下所示（当然 IPA 还包括设备的地址，这里没有显示出来）：

其实在 bringup 整个 Linux 和 rootfs 的过程中会遇到各种问题，我觉得大家可以不看上述内容，自己先去尝试一下，完成上述所有操作后，我们就可以将 Linux 虚拟机运行起来了：

我已经将 Image/image.o/rootfs.cpio/rootfs.cpio.o/virt.dts/virt.dtb 放到 linux 的文件夹下了。

项目构建：

• clone 源代码到本地：git clone GitCode - 全球开发者的开源社区,开源代码托管平台；
• 编译生成 u-boot 的 bin 文件：sh build_uboot.sh；
• 编译虚拟机 Guest OS 镜像：cd ./guest; sh build_vm.sh;
• 编译虚拟机管理器代码，生成虚拟机管理器镜像：sh run_build.sh；
• 运行 qemu 并加载镜像：sh run_qemu.sh （直接运行）;