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最近在学习操作系统#xff0c;需要从零开始搭建系统#xff0c;由于教程中给的虚拟机搭建的方式感觉还是过于重量级#xff0c;因此研究了一下通过 qemu 模拟器#xff0c;配合 grub 完成启动系统的搭建。
qemu 介绍
qemu 是一款十分优秀的系统模拟器#xff0c;…背景
最近在学习操作系统需要从零开始搭建系统由于教程中给的虚拟机搭建的方式感觉还是过于重量级因此研究了一下通过 qemu 模拟器配合 grub 完成启动系统的搭建。
qemu 介绍
qemu 是一款十分优秀的系统模拟器可以用于模拟各种CPU架构硬件。你可以在 x86平台上模拟出 arm 架构的 CPU并在其上运行程序也可以反过来。总而言之通过 qemu 可以忽略平台间的架构差异完成硬件模拟。
grub 介绍
grub 是一个开源的系统启动器用于对计算机进行初始化并引导至操作系统。
操作步骤
整个操作是在 wsl2 中执行的,需要提前安装一些软件:
sudo apt install -y qemu-system-x86 qemu-utils grub2以下命令需要在 root 权限下执行如果由于权限问题无法执行可以通过在前面加 sudo执行
1. 使用 dd 创建一块虚拟硬盘
dd 命令在 linux 系统中主要用于创建文件如
# 创建一个 file.bin 的空文件写入块大小为 512字节共2M
dd bs512 count20000 if/dev/zero offile.bin
# 创建一个随机文件
dd bs512 count20000 if/dev/random offile.bin这里使用该命令创建了一个 raw 类型的虚拟磁盘qemu 可以直接使用这种类型的虚拟磁盘。
# 创建了一个虚拟磁盘文件其实就是一个全是0 的空文件
dd bs512 count102400 if/dev/zero ofhd.img
# bs512 单次写入 512字节
# count102400 共写入 102400次合计 50MB
# if/dev/zero 写入源为 zero
# ofhd.img 指定输出文件名称然后通过 losetup -f 将这个虚拟硬盘文件关联为回环设备
losetup -f hd.img
# -f 随机找一个空闲的回环设备并将 hd.img 附加到上面
losetup -a
/dev/loop0: [2080]:409 (/root/hd.img)
# 这里可以看到我们刚刚创建的虚拟硬盘文件被附加到了 /dev/loop0 这个回环设备上了
# 可以通过 losetup -D 移除关联通过 mkfs.ext4 将我们刚刚创建的的虚拟硬盘文件格式化为 ext4 磁盘文件系统类型
mkfs.ext4 hd.img挂载我们刚刚初始化好的文件系统到当前系统上
mkdir hdisk mount hd.img hdisk
# 创建 hdisk 文件夹并将 hd.img 虚拟硬盘挂载到这个文件夹上到这里准备工作就完成了现在我们为虚拟硬盘安装 grub
grub-install --boot-directory./hdisk/boot --no-floppy --force /dev/loop0
# --boot-directory 指定启动目录
# --no-floppy 设置没有软盘
# --force 只要没有发生错误就继续写入,如果不指定 --force 可能会安装报错
# /dev/loop0 指定写入的磁盘文件这里填刚刚通过 losetup -a 查询到的关联的回环设备文件现在我们已经可以通过 qemu 启动这块硬盘了虽然启动后直接是进入到 grub 界面
qemu-system-x86_64 -hda hd.img
# --nographic 没有窗口条件的话可以添加这个选项
# qemu-system-x86_64 -drive filehd.img,index0,mediadisk,formatraw 与上面命令效果一样当然这只是一个空界面你可以用 grub 的一些命令做一些初步的操作
insmod part_msdos #GRUB加载分区模块识别分区
insmod ext2 #GRUB加载ext文件系统模块识别ext文件系统
set roothd0 #注意boot目录挂载的分区这是我机器上的情况
multiboot2 /boot/HelloOS.bin #GRUB以multiboot2协议加载HelloOS.bin
boot #GRUB启动HelloOS.bin如果想要重复练习上面的过程,可以在关闭 qemu 窗口后,接触对虚拟硬盘的关联:
umount hdisk
# 接触 hdisk 目录与 hd.img 的关联然后接触 hd.img 与本地回环设备的关联:
losetup -D
# 移除所有关联的本地回环设备
losetup -a
# 查看是否已经解除关联最后删除掉当前目录中的 hd.img 和 hdisk 目录.重新操作即可.
qemu-system-x86_64 --nographic 退出方式
先按下 Ctrl A 然后按下 X.
内核加载部分不做介绍.
参考资料
02 | 几行汇编几行C实现一个最简单的内核grub命令 – 交互式的管理GRUB引导程序 原文链接https://www.linuxcool.com/grub
