Linux 内核实验环境

项目描述

该项目致力于快速构建一个基于 Qemu 的 Linux 内核开发环境。

• 使用文档：README_zh.md

• 视频教程
  • Linux Lab 公开课
    • Linux Lab 简介
    • 龙芯 Linux 内核开发
  • 《360° 剖析 Linux ELF》
    • 该课程全程采用 Linux Lab 开展实验，提供了上百个实验案例
• 在线演示
  • 命令行
    • Linux 快速上手
    • Uboot 快速上手
    • AT&T 汇编上手
    • C 语言上手
    • C 语言编译过程
    • Shell语言上手
  • 视频
    • Linux 基本用法
    • Linux 进阶用法
    • Uboot 基本用法
  • 其他
    • Linux Lab v0.1-rc1 的所有板子启动测试结果
    • 在 arm/vexpress-a9 上运行 Ubuntu 18.04 LTS
    • 使用 riscv32/virt 和 riscv64/virt 开发板
    • 一条命令测试和体验某个内核特性
    • 一条命令配置、编译和测试内核模块
• 代码仓库
  • https://gitee.com/tinylab/linux-lab.git
  • https://github.com/tinyclub/linux-lab.git
• 基本特性：
  • 跨平台，支持 Linux, Windows 和 Mac OSX。
  • Qemu 支持的大量虚拟开发板，统统免费，免费，免费。
  • 基于 Docker，一键安装，几分钟内就可构建，节约生命，生命，生命。
  • 直接通过 Web 访问，非常便捷，便捷，便捷。
  • 已内置支持 7 大架构：ARM, MIPS, PowerPC, X86, Risc-V, Loongson, Csky。
  • 已内置支持 18 款开发板：i386+X86_64/PC, PowerPC/G3beige, MIPS/Malta, ARM/versatilepb, ARM/vexpress-a9, ARM/mcimx6ul-evk, ARM/ebf-imx6ull, ARM64/Virt, ARM64/Raspi3, Riscv32+64/Virt, Loongson/{ls1b, ls232, ls2k, ls3a7a}, Csky/ck810 全部升级到了最新的 v5.1（其中 Riscv32/Virt 仅支持 V5.0）。
  • 已内置支持从 Ramfs, Harddisk, NFS rootfs 启动。
  • 一键即可启动，支持 串口 和 图形 启动。
  • 已内建网络支持，可以直接 ping 到外网。
  • 已内建 Uboot 支持，可以直接启动 Uboot，并加载内核和文件系统。
  • 预编译有 内核镜像、Rootfs、Qemu、Toolchain，可以快速体验实验效果。
  • 可灵活配置和扩展支持更多架构、虚拟开发板和内核版本。
  • 支持在线调试和自动化测试框架。
  • 正在添加 树莓派raspi3 和 risc-v 支持。

Linux Lab 真盘

Linux Lab v0.7 版支持 “Linux Lab 真盘”，实现 Linux Lab 的即插即用，完全免安装，进一步提升 Linux Lab 使用体验，快速高效地开展 Linux 相关实验与开发。

使用文档：

• Linux Lab 真盘开发日志（1）：在 Windows 下直接启动 Linux Lab Disk，当双系统使用
• Linux Lab 真盘开发日志（2）：在 macOS 下直接启动 Linux Lab Disk，当双系统使用
• Linux Lab 真盘开发日志（3）：在 Linux 下直接启动 Linux Lab Disk，当双系统使用
• Linux Lab 真盘开发日志（4）：在台式机、笔记本和 macBook 上即插即用
• Linux Lab 真盘开发日志（5）：体验透明压缩带来的容量翻倍效果
• Linux Lab 真盘开发日志（6）：体验内存编译的用法和好处

购买地址：

• 在某宝搜索 “Linux Lab 真板” 即可选购

Linux Lab 真板

Linux Lab v0.6 版支持 “Linux Lab 真板”，实现了对真实嵌入式开发板的完美支持，从此，不仅可以使用 Linux Lab 学习 Linux 内核，还可以用它来做 Linux 驱动开发。

使用文档：

• Linux Lab 真板开发日志（1）：50 天开发纪要与上手初体验
• Linux Lab 真板开发日志（2）：macOS 和 Windows 环境之无串口开发
• Linux Lab 真板开发日志（3）：macOS 环境之 SD 卡、无线网卡、虚拟串口
• Linux Lab 真板开发日志（4）：上手全平台 GUI 库 GuiLite

购买地址：

• 在某宝搜索 “Linux Lab 真板” 即可选购

更多用法

• Linux Lab：难以抗拒的十大理由 V1.0
• Linux Lab：难以抗拒的十大理由 V2.0
• Linux Lab 龙芯实验手册 V0.2
• Linux Lab 视频公开课
  • CCTALK
  • B 站
  • 知乎
• 采用 Linux Lab 作为实验环境的视频课程
  • 《360° 剖析 Linux ELF》

五分钟教程

以 Ubuntu 为例，请先参考其他资料安装好 Docker。

下载

$ git clone https://gitee.com/tinylab/cloud-lab.git
$ cd cloud-lab && tools/docker/choose linux-lab

安装

$ tools/docker/run            # 加载镜像，拉起一个 Linux Lab 容器

快速尝鲜

执行 tools/docker/webvnc 后会打开一个 VNC 网页，根据 console 提示输入密码登陆即可，之后打开桌面的 Linux Lab 控制台并执行：

$ make boot

启动后，会打印如下登陆提示符，输入 root，无需密码直接按下 Enter 键即可。

Welcome to Linux Lab

linux-lab login: root

# uname -a
Linux linux-lab 5.1.0 #3 SMP Thu May 30 08:44:37 UTC 2019 armv7l GNU/Linux

默认会启动一个 versatilepb 的 ARM 板子，要指定一块开发板，可以用：

$ make list                   # 查看支持的列表
$ make BOARD=malta            # 这里选择一块 MIPS 板子：malta
$ make boot

配置

$ make kernel-checkout        # 检出某个特定的分支（请确保做该操作前本地改动有备份）
$ make kernel-defconfig       # 配置内核
$ make kernel-menuconfig      # 手动配置内核

编译

$ make kernel       # 编译内核，采用 Ubuntu 和 emdebian.org 提供的交叉编译器

保存所有改动

$ make save         # 保存新的配置和新产生的镜像

$ make kconfig-save # 保存到 boards/BOARD/

$ make kernel-save

启动新的内核

只要有新编译的内核，就会自动启动：

$ make boot

启动串口

$ make boot G=0	# 使用组合按键：`CTL+a x` 退出，或者另开控制台执行：`pkill qemu`

选择 Rootfs 设备

$ make boot ROOTDEV=/dev/nfs
$ make boot ROOTDEV=/dev/ram

扩展

通过添加或者修改 boards/BOARD/Makefile，可以灵活配置开发板、内核版本以及 BuildRoot 等信息。通过它可以灵活打造自己特定的 Linux 实验环境。

$ cat boards/arm/versatilepb/Makefile
ARCH=arm
XARCH=$(ARCH)
CPU=arm926t
MEM=128M
LINUX=2.6.35
NETDEV=smc91c111
SERIAL=ttyAMA0
ROOTDEV=/dev/nfs
ORIIMG=arch/$(ARCH)/boot/zImage
CCPRE=arm-linux-gnueabi-
KIMAGE=$(PREBUILT_KERNEL)/$(XARCH)/$(BOARD)/$(LINUX)/zImage
ROOTFS=$(PREBUILT_ROOTFS)/$(XARCH)/$(CPU)/rootfs.cpio.gz

默认的内核与 Buildroot 信息对应为 boards/BOARD/linux_${LINUX}_defconfig 和 boards/BOARD/buildroot_${CPU}_defconfig，如果要添加自己的配置，请注意跟 boards/BOARD/Makefile 里头的 CPU 和 Linux 配置一致。

更多用法

详细的用法这里就不罗嗦了，大家自行查看帮助。

$ make help

实验效果图

演示视频