Linux 内核实验环境

可快速构建，支持 Docker, Qemu, Ubuntu, Mac OSX, Windows, Web

由 Wu Zhangjin 创建于 2016/06/19

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
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 版开始支持 “Linux Lab 真盘”（又名 Linux Lab Disk），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。

产品特性：

智能启动，开创了三种全新的智能化 “傻瓜式” 使用方式，可自动检测后并行启动、可免关机直接来回切换、还可以智能记忆自动启动。
相互套娃，多支 Linux Lab Disk 可相互启动或来回切换，因此，可根据喜好同时使用多个不同的 Linux 系统发行版。
透明倍容，透明提供接近翻倍的可用容量空间，“零成本”获得接近一倍的额外存储空间。
时区兼容，自动兼容 Windows, MacOS 和 Linux 的时区设定，跟主系统来回任意切换后时间保持一致。
自动共享，在 Windows 或 Linux 主系统下并行运行时，自动提供多种与主系统的文件与粘贴板共享方式。
零损编译，支持“半内存”与“全内存”的编译方式，可实现磁盘“零”写，极大地提升磁盘寿命，并提升实验效率。

功能连载（见 “Linux知识星球” 专栏，订阅可跟进后续更新）：

内核开发，数分钟内开展最新 Linux 内核开发与测试
Uboot开发，快速开展 Uboot 开发与测试
文件系统制作，演示如何通过 Buildroot 极速构建嵌入式小型文件系统
RVOS 实验，演示如何开展 RISC-V OS 课程实验，主要是 RISC-V 汇编与 OS 核心功能
GUI 实验，演示如何开展嵌入式图形应用开发实验，本次实验用的是 GuiLite
C 语言入门实验，演示如何在 Linux 下用 vim, gcc, make 做一个简单的 C 语言 Hello World 程序实验

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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。

Linux Lab 真板

使用文档：

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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。