01 Ubuntu20.04下编译QEMU8.2.4，交叉编译32位ARM程序，运行ARM程序的方法

才鲸嵌入式2025-06-06 20:54

Ubuntu20.04下编译QEMU8.2.4，交叉编译32位ARM程序，运行ARM程序的方法

作者 将狼才鲸
创建日期 2025-06-02

一、编译与使用

1、源码编译

shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04.6 LTS
Release:        20.04
Codename:       focal
jim@virtual-pc:~$
  • 本机源码：
    • 截止到2025-06-01时的稳定版分支v8.2.4的源码
      • 如果你不介意版本是否稳定，也可以直接在v9.0.0 tag的基础上进行修改；
      • QEMU官网虽然已经能下载v10.0.2和v9.2.4的软件了，但是源码仓库里还没有这2个标签，并且官网源码的最后上传时间是一年前。

2024-05-13 08:29 +0300 Michael Tokarev o─{origin/stable-8.2} {origin/staging-8.2} <v8.2.4> Update version for 8.2.4 release

  • 编译过程：

  • 1、提前修改编译过程中需要联网拉取的gitlab.com网站中的子git仓库的国内Gitee源（本仓库内我已修改好了，请在本文章最上方的Gitee源码链接下拉取改好的QEMU仓库）

    • 如果你能登上gitlab.com，则请忽略此步骤；
    • 如果你没使用梯子，则编译配置时需要拉取源码，然后因为gitlab网站被墙导致失败；
    • 具体需要的子仓库是：gitlab.com/qemu-project/seabios.git SLOF.git ipxe.git openbios.git qemu-palcode.git u-boot.git skiboot.git QemuMacDrivers.git seabios-hppa.git u-boot-sam460ex.git edk2.git opensbi.git qboot.git vbootrom.git libvirt-ci.git
    • 自行修改的方法1：
    • 自行修改的方法2：
      • 主要是.gitmodules文件中、subprojects/ 文件夹下、tests/文件夹下的非gitlab.com/qemu-project/qemu.git 部分不替换会出错（编译时qemu.git源码我们肯定已经拉取了，是其它仓库造成的编译时预配置不通过），子模块拉不下来；
      • 将 .gitmodules 文件中所有 gitlab.com/qemu-project/ 替换成 gitee.com/tinylab/qemu-
      • 将 subprojects\ 文件夹下所有 .wrap 文件中的 gitlab.com/qemu-project/ 替换成 gitee.com/tinylab/qemu-
        • 具体包括：
        • subprojects\keycodemapdb.wrap
        • subprojects\berkeley-softfloat-3.wrap
        • subprojects\dtc.wrap
        • subprojects\libvfio-user.wrap
      • 将 tests\ 文件夹下所有 .wrap 文件中的 gitlab.com/qemu-project/ 替换成 gitee.com/tinylab/qemu-
        • 具体包括：
        • tests\avocado\acpi-bits.py
        • tests\qtest\fuzz-lsi53c895a-test.c
        • tests\qtest\fuzz-megasas-test.c
        • tests\qtest\fuzz-sdcard-test.c
        • tests\qtest\intel-hda-test.c
        • tests\tcg\aarch64\mte-7.c
        • tests\tcg\aarch64\test-2150.c
        • tests\tcg\aarch64\test-2248.c
      • 如果上述国内镜像仓库也失效的话，则在Gitee网站搜索 qemu-project ，再换一个好心人提供的国内源

  • 你也可以试着先把全部代码拉下来，或者找到完整的国内镜像源，预先从外网拉取全量代码的步骤如下：

  • 2、因少数非关键国内源子仓库版本不匹配，编译不通过，需要修改 tests\fp\meson.build 文件

    • （本仓库内我已修改好了，请在本文章最上方的Gitee源码链接下拉取改好的QEMU仓库）
    • 如果你能登上gitlab.com，则请忽略此步骤；
    • 国内镜像子仓库里源码版本的同步时间不是我当前时间，和qemu-project中的实际仓库的内容不同步，我这里遇到的是berkeley-testfloat-3.git编译报错
    • 将 tests\fp\meson.build 文件中第32行到35行、第47到52行、第108到源码最后的143行前面加上#井号来屏蔽脚本
    • 这部分内容本来也是测试用例，删掉不影响实际使用

  • 3、更新软件包索引

    • sudo apt update

  • 4、安装编译时依赖的软件和库（必须要先装）

    • sudo apt install gcc make python3-venv python3-pip ninja-build libglib2.0-dev flex bison libcapstone-dev libfdt-dev device-tree-compiler

  • 5、使用python环境安装软件包

    • pip3 install Sphinx sphinx_rtd_theme

  • 6、进行编译前的配置：

    • cd ~/qemu# 进入源码目录
    • mkdir build
    • cd build
    • ../configure# 配置为全部目标进行编译
    • 以下是执行过程：
shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~$ cd ~/qemu
jim@virtual-pc:~/qemu$ mkdir build
jim@virtual-pc:~/qemu$ cd build
jim@virtual-pc:~/qemu/build$ ../configure
python determined to be '/usr/bin/python3'
python version: Python 3.8.10
mkvenv: Creating non-isolated virtual environment at 'pyvenv'
mkvenv: checking for tomli>=1.2.0
mkvenv: installing tomli>=1.2.0
mkvenv: checking for meson>=0.63.0
mkvenv: installing meson==1.2.3
mkvenv: checking for sphinx>=1.6
mkvenv: checking for sphinx_rtd_theme>=0.5
The Meson build system
......
  Subprojects
    berkeley-softfloat-3                         : YES
    keycodemapdb                                 : YES
    libvduse                                     : YES
    libvhost-user                                : YES

  User defined options
    Native files                                 : config-meson.cross
    docs                                         : enabled
    plugins                                      : true

Found ninja-1.10.0 at /usr/bin/ninja
Running postconf script '/home/jim/qemu/build/pyvenv/bin/python3 /home/jim/qemu/scripts/symlink-install-tree.py'
jim@virtual-pc:~/qemu/build$

  • 因为我只需要32位ARM平台的工具，所以我实际使用的命令是：../configure --target-list=arm-softmmu,arm-linux-user

  • 7、编译：

    • make -j4# 使用4进程编译；你的电脑是几核就配成几，也可以多配
shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~/qemu/build$ make -j4
[1/52] Generating tests/include/QAPI test (include) with a custom command
[2/20] Generating qemu-version.h with a custom command (wrapped by meson to capture output)
jim@virtual-pc:~/qemu/build$
  • 8、将编译好的 qemu-system-arm 等应用程序安装到Ubuntu系统内：
    • sudo make install
shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~/qemu/build$ sudo make install
[1/20] Generating qemu-version.h with a custom command (wrapped by meson to capture output)
[1/2] Installing files.
Installing subdir /home/jim/qemu/build/docs/manual to /usr/local/share/doc/qemu
......
Installing /home/jim/qemu/pc-bios/keymaps/sv to /usr/local/share/qemu/keymaps
jim@virtual-pc:~/qemu/build$
  • 9、测试程序的使用（查看版本号）：
    • qemu-system-arm --version
shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~/qemu/build$ qemu-system-arm --version
QEMU emulator version 8.2.4 (v8.2.4-9-g953cc60a63-dirty)
Copyright (c) 2003-2023 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
jim@virtual-pc:~/qemu/build$

2、使用1：QEMU安装并运行虚拟机

3、使用2：直接运行目标平台程序

  • 我编译生成的是32位ARM平台的QEMU，所以我不能直接在Ubuntu上使用GCC编译程序后再在QEMU中运行运行，而需要使用ARM交叉编译工具编完后再用qemu-system-arm来运行；

  • ARM交叉编译工具介绍：

交叉编译工具名 目的
arm-none-eabi-gcc 供裸机如Cortex-M3板子使用，不能使用fork()等系统类函数，不能编Linux应用
arm-linux-gnueabi-gcc 用于编译u-boot、Linux内核、linux应用，支持armel软浮点，32位
arm-linux-gnueabihf-gcc 支持armhf硬浮点，64位
arm-eabi-gcc Android ARM 编译器
armcc 供Keil使用，编译裸机程序，不能编译Linux应用
arm-none-uclinuxeabi-gcc 用于其它系统：uCLinux
arm-none-symbianelf-gcc 用于其它系统：symbian
带芯片厂商名字或由芯片厂商单独提供 芯片原厂基于上述源码定制的交叉编译工具

  • 1）安装32位ARM交叉编译工具：

    • sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabi

  • 2）查看安装结果

    • arm-linux-gnueabi-gcc --version
shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~/qemu$ arm-linux-gnueabi-gcc --version
arm-linux-gnueabi-gcc (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.2) 9.4.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

jim@virtual-pc:~/qemu$

  • 3）编译要测试的程序

    • cd ~/qemu# 进入源码目录
    • mkdir demo
    • cd demo
    • touch main.c# 创建源码文件
    • gedit main.c

  • main.c文件中加入内容：

c 复制代码 
#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("Hello World!\n");
	fflush(stdout);

	while(1);

	return 0;
}
  • 继续：
    • arm-linux-gnueabi-gcc -o hello main.c -static# 编译生成hello程序（必须使用静态库）
    • file hello # 查看架构是否正确
      • jim@virtual-pc:~/qemu/demo$ file hello
      • hello: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux.so.3, BuildID[sha1]=e02cd9a7928171b8c7631f7ef83182807a45ccf4, for GNU/Linux 3.2.0, not stripped
    • qemu-arm hello# 使用qemu运行程序
      • jim@virtual-pc:~/qemu/demo$ qemu-arm hello
      • Hello World!
    • 不能使用运行操作系统镜像的qemu-system-arm程序：
shell 复制代码 
jim@virtual-pc:~/qemu/demo$ qemu-system-arm -machine raspi2b hello
WARNING: Image format was not specified for 'hello' and probing guessed raw.
         Automatically detecting the format is dangerous for raw images, write operations on block 0 will be restricted.
         Specify the 'raw' format explicitly to remove the restrictions.
qemu-system-arm: Invalid SD card size: 509 KiB
SD card size has to be a power of 2, e.g. 512 KiB.
You can resize disk images with 'qemu-img resize <imagefile> <new-size>'
(note that this will lose data if you make the image smaller than it currently is).
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