ARM64结构与编程:QEMU_BenOS环境搭建

Word count: 715Reading time: 3 min

 2025/09/14 

项目仓库：https://github.com/AkiraZheng/BenOS_ARM.git

如果还没安装虚机，可以参考这篇文章进行安装WebServer学习1：部署运行

mac用户参考这篇在Mac OS中使用VMware Fusion安装Ubuntu系统来学习linux，openeluer安装与内核替换

一、安装QEMU环境

在Ubuntu 20.04 LTS上安装定制的QEMU环境，需要两个文件openocd-benos_1.0-3_amd64.deb，qemu-system-arm-pi4_4.1.50-3_without_GIC_amd64.deb

把两个 .deb 文件放在同一目录，然后

sudo apt update

sudo dpkg -i *.deb          # 先装包
sudo apt-get install -f     # 自动补依赖
# sudo dpkg --force-architecture --force-depends -i *.deb # arm芯片

sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
sudo apt install gdb-multiarch

此外，如果使用的是 Mac M系列芯片的话，qemu可能不支持raspi4，所以需要查看当前系统支持哪些树莓派型号：

1	qemu-system-aarch64 -machine help \| grep -i rasp

如果看到只支持了raspi3的话，需要修改Makefile，将里面的board ?= rpi4改成board ?= rpi4

二、代码仓配置

注：本项目已经被 push 到 github 上了，所以省略下面的步骤，直接git clone就行。

armv8_trainning.git-20240318.tar.xz代码解压到ubuntu中

sudo mkdir BenOS_code
sudo mv ./armv8_trainning.git-20240318.tar.xz ./BenOS_code/
sudo chmod 777 -R ./BenOS_code
cd ./BenOS_code
tar -Jxf  armv8_trainning.git-20240318.tar.xz
git log --oneline

在工作目录下载实验参考代码的git repo:

cd /home/akira/BenOS_Learn/BenOS_code/
mkdir code
git clone ssh://akira@ubuntu/home/akira/BenOS_Learn/BenOS_code/armv8_trainning.git

# git diff 3262911^ f280813 # 查看某一次提交所修改的代码，跟旧代码相比较

此时就能生成一个名为armv8_trainning的目录，里面有代码

代码下有两个分支：

main：是完整的代码，仅供参考
my_labs：是BenOS的空骨架，在这里完成实验

我们切换到my_labs分支进行实验：

git branch my_lab
git checkout my_lab
git checkout -b my_lab 3262911
# git reset 3262911 --hard

当需要提交代码时，可以提交到

1	ssh://akira@ubuntu/home/akira/BenOS_Learn/BenOS_code/armv8_trainning.git

三、QEMU运行BenOS

在lab01的实验中打印一个hello world

1 2	make make run

代码运行结果：

akira@ubuntu:~/BenOS_Learn/BenOS_code/code/armv8_trainning/lab01$ make
mkdir -p build
aarch64-linux-gnu-gcc -DCONFIG_BOARD_PI4B -g -Wall -nostdlib -nostdinc -Iinclude -MMD -c src/pl_uart.c -o build/pl_uart_c.o
mkdir -p build
aarch64-linux-gnu-gcc -DCONFIG_BOARD_PI4B -g -Wall -nostdlib -nostdinc -Iinclude -MMD -c src/kernel.c -o build/kernel_c.o
aarch64-linux-gnu-gcc -g -Iinclude  -MMD -c src/mm.S -o build/mm_s.o
aarch64-linux-gnu-gcc -g -Iinclude  -MMD -c src/boot.S -o build/boot_s.o
aarch64-linux-gnu-ld -T src/linker.ld -o build/benos.elf  build/pl_uart_c.o build/kernel_c.o build/mm_s.o build/boot_s.o
aarch64-linux-gnu-objcopy build/benos.elf -O binary benos.bin
akira@ubuntu:~/BenOS_Learn/BenOS_code/code/armv8_trainning/lab01$ make run
qemu-system-aarch64 -machine raspi4 -nographic -kernel benos.bin
Welcome BenOS!

Ctrl-A 松手后再按 X 退出

然后尝试用QEMU+GDB进行调试。

在一个终端中输入以下命令，启动qemu的gdb调试环境

1	make debug

在另一个终端中输入


gdb-multiarch --tui ./build/benos.elf
(gdb) target remote localhost:1234t
(gdb) b _start
(gdb) c
(gdb) layout regs # 查看寄存器
(gdb) s # 运行下一条指令
# (gdb) n # 跳过当前函数
(gdb) x/x $pc # 查看当前pc地址的值