在qemu虚拟机中运行Linux系统

用官方源码编译内核，在qemu中使其尽快跑至shell。以为很简单的事，?果折腾了半个下午。

表面上看来，这件事就像极端简化的LFS。Ubuntu的仓库里居然还有静态编译的busybox！辅以initramfs，用户态的初始环境很容易就构造了。

比较麻烦的是bootloader，内核要怎么到内存中来？好在qemu有个-kernel参数，后加bzImage文件就可以完成bootloader所做的事。看起来只需要两步就OK了：

1.make defconfig && make bzImage

2.qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage

?果是Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(8,5)

暂不想操心硬盘的事，只想在内存里跑。新建文件夹，把静态编译好的busybox复制至其中并命名为init。在menuconfig里将initramfs路径指向文件夹，再来。另外不想让qemu用图形界面。

qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage -nographic

?果，显示qemu的几行启动信息之后，神马反应也没有，杀也杀不掉。想了一下，默认的console应该是VGA显卡，在cmdline里指定为串口试一下。

qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage -append　“cOnsole=ttyS0” 　-nographic

好了，有输出了，但是最后停在[    1.577268] Switching to clocksource tsc，怎么按键盘都没反应。往上看两行注意到了[    1.253342] Warning: unable to open an initial console。看了一下本机上的console文件，字符设备,5,1.在initramfs文件夹里新建dev目录，再在其中sudo mknod console c 5 1，重编译，再试。终于出现init找不到配置文件之类的提示。

暂不想管inittab什么的，直接让shell做1号进程。在initramfs文件夹里新建bin目录，将init移动为bin下的sh。编译，cmdline中指定init，再试。

qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage -append "cOnsole=ttyS0 init=/bin/sh" -nographic

?果居然是[    1.402899] Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(8,5)！

为什么有initramfs还会去尝试挂载根文件系统？研究了一下代码，发现是自己以前看代码不仔细。再试。

qemu -kernel arch/x86/boot/bzImage -append "cOnsole=ttyS0 rdinit=/bin/sh" -nographic

终于启动成功了，shell也可以跑了。里面什么命令也没有，预先在initramfs文件夹里建一些指向busybox的软链接就好了。

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关于启动的细节。以前的认识有些偏差。且不说initrd，内核镜像里总有一个内嵌initramfs的cpio包，好像还压缩了。在初始化的时候，先初始rootfs，在内存中构建了最初的文件系统。然后不管三七二十一，将镜像中的cpio包释放出来。

怎么会报Unable to mount root fs的错呢？进行到kernel_init时，有这样的代码：

if (!ramdisk_execute_command)  

        ramdisk_execute_command = "/init";  

if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {  

        ramdisk_execute_command = NULL;  

        prepare_namespace();  

}  

也就是说，如果在初始的文件系统中找不到ramdisk_execute_command（默认是init，可以在cmdline中覆盖），则进入prepare_namespce。这个里面就会有尝试mount root fs的动作。如果只想在内存中跑，一定要使sys_access成功。而覆盖ramdisk_execute_command的命令行参数不是init=而是rdinit=！

在其后的init_pos中。如果ramdisk_execute_command非空，则执行该程序，内核的工作到此为此，带起系统的事是initramfs里的init负责。如果initramfs里没有能带起系统的init，内核则尝试挂载真正的物理根文件系统（prepare_namespace），然后再执行真正根文件系统的init程序。这个程序的路径由init=所指定，如果不指定，则做如下尝试：

run_init_process("/sbin/init");  

run_init_process("/etc/init");  

run_init_process("/bin/init");  

run_init_process("/bin/sh");  

总结：

    1.如果initramfs里有init（rdinit指定或者是/init），1号进程会执行它，系统启动则完全交给它了。

　2.initramfs里的init执行失败（不存在或者其它原因），内核会默不作声地进入老式启动流程。

　3.从上一步滑下来了，则尝试挂载根文件系统所在设备（老式的启动流程），设备号默认为编译内核的主机上挂载在/下设备的设备号，在cmdline中可以用root=覆盖之。VFS: Unable to mount root fs就是这时产生的。挂载完根文件系统中之后，执行execute_command，即cmdline中init=所指定的。如果没有指定，则尝试默认四种可能。如果killing init导致panic并且提示你加init=的话，那应该就是挂载了真正的根文件系统里没有init=所指定的程序且四个默认的init程序皆执行失败。

　4.如果没有指定initramfs source，内核会生成一个最小的initramfs cpio包，这个包不是空的！它有一个dev目录，下面有一个console结点，它还有一个root目录。如果指定initramfs source，则自己的initramfs目录里最好有dev目录及其下在的console结点。另外，如果内核去挂载根文件系统所在设备，这个设备会被挂载在/root下！假设自己提供initramfs，内核里没能执行其中的init，这个initramfs里又没有/root目录，在内核尝试挂载根文件系统所在设备时会失败，因为挂载点不存在（报错却报却是VFS: Cannot open root device；当然也有可能真没那个设备）。

    5.由于代码流程，如果initramfs里有init，cmdline里的root=和init=都不起作用.