[QEMU] ARM64 Ubuntu - Custom Kernel

목적

• QEMU를 이용한 Ubuntu ARM64 가상화
• Custom Kernel Build / Run

---

 

환경

• Host : Ubuntu 22.04.3 LTS (x86_64) - jammy
• Guest : Ubuntu 22.04.3 LTS (arm64) - jammy

먼저 아래 링크의 결과로 Guest OS 설치 및 부팅에 성공한 상황을 가정

[QEMU] ARM64 Ubuntu (with Bridge Network) (tistory.com)

[QEMU] ARM64 Ubuntu (with Bridge Network)

 

또한, Guest와 Host사이에 공유 폴더를 통해서 파일 전송이 가능한 상황을 가정

[Ubuntu] sshfs 공유 폴더 Mount (tistory.com)

[Ubuntu] sshfs 공유 폴더 Mount

---

Guest OS 작업

 

Kernel Version 및 Code Name 확인

$ uname -r
5.15.0-78-generic

$ lsb_release -a | grep Codename
Codename:       jammy

 

현재 Root File System이 Mount 되어 있는 위치 확인 (/dev/vda2)

$ mount | grep " / "
/dev/vda2 on / type ext4 (rw,relatime)

 

가상 머신이 사용중인 Serial Port 확인 (ttyAMA0)

$ dmesg | grep "printk: console"
[    0.863812] printk: console [ttyAMA0] enabled

 

Kernel Configuration 복사 (→ Host OS)

$ cp /boot/config-5.15.0-78-generic ~/shared_dir

 

Host OS 작업

 

Kernel Source Code 다운로드

$ git clone https://git.launchpad.net/~ubuntu-kernel/ubuntu/+source/linux/+git/jammy

$ cd jammy

$ git tag | grep "5.15.0-78"
Ubuntu-5.15.0-78.85
Ubuntu-lowlatency-5.15.0-78.85

$ git checkout Ubuntu-5.15.0-78.85

 

defconfig 생성 (Guest OS에서 복사해 온 Configuration 활용)

$ cp shared_dir/config-5.15.0-78-generic jammy/arch/arm64/configs

$ cd jammy/arch/arm64/configs
$ mv defconfig defconfig_orig
$ mv config-5.15.0-78-generic defconfig

$ cd ../../..
$ make ARCH=arm64 O=../out -j$(nproc) CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- menuconfig
$ cd ..

 

Virtual 환경에서 구동하므로,

Menu 화면에서 CONFIG_VIRTIO_BLK, CONFIG_VIRTIO_PCI 두개 항목을 활성화

 

Certification 비활성화 위해서 생성된 .config 수정

$ vim out/.config

CONFIG_SYSTEM_TRUSTED_KEYS=""
CONFIG_SYSTEM_REVOCATION_KEYS=""

 

Device Driver업데이트 없이 Kernel만 별도로 업데이트 할수 있도록,

CONFIG_MODULE_ALLOW_BTF_MISMATCH 활성화

 

Kernel Build 수행

$ cd jammy/
$ make ARCH=arm64 O=../out -j$(nproc) CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- Image
$ cd ..

 

Kernel Binary 경로 및 Boot Argument를 인자로 입력하여 QEMU 실행

(Root File System, Serial 장치 등...)

qemu-system-aarch64 \
                -M virt \
                -cpu cortex-a57 \
                -m 4096 \
                -nographic \
                -smp 4 \
                -drive if=pflash,file=flash0.img,format=raw \
                -drive if=pflash,file=flash1.img,format=raw \
                -drive if=virtio,file=qc2img,cache=none \
                -device e1000,netdev=mynet0,mac=52:55:00:d1:55:01 \
                -netdev user,id=mynet0 \
                -kernel out/arch/arm64/boot/Image \
                -append "root=/dev/vda2 console=ttyAMA0 debug ignore_loglevel ftrace_dump_on_oops" \
                ;

 

정상적으로 Booting 확인

 

---

Package Install 활용

 

만약 Kernel Header 변경되어 Module을 포함한 업데이트가 필요한 경우 → debian pacakge 활용

 

Host OS에서 Pacakge Build 수행

$ cd jammy/
$ make ARCH=arm64 O=../out -j$(nproc) CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- bindeb-pkg
$ cd ..

$ cp linux-headers-5.15.99+_5.15.99+-3_arm64.deb shared_dir/
$ cp linux-image-5.15.99+_5.15.99+-3_arm64.deb shared_dir/
$ cp linux-image-5.15.99+-dbg_5.15.99+-3_arm64.deb shared_dir/
$ cp linux-libc-dev_5.15.99+-3_arm64.deb shared_dir/

 

Guest OS에서 Package Install 수행

$ dpkg -i linux-headers-5.15.99+_5.15.99+-3_arm64.deb
$ dpkg -i linux-image-5.15.99+_5.15.99+-3_arm64.deb
$ dpkg -i linux-image-5.15.99+-dbg_5.15.99+-3_arm64.deb
$ dpkg -i linux-libc-dev_5.15.99+-3_arm64.deb
$ poweroff

 

 Kernel 지정 옵션 제거하여 QEMU 실행 → Built-In Kernel 이용해서 Booting

$ qemu-system-aarch64 \
                -M virt \
                -cpu cortex-a57 \
                -m 4096 \
                -nographic \
                -smp 4 \
                -drive if=pflash,file=flash0.img,format=raw \
                -drive if=pflash,file=flash1.img,format=raw \
                -drive if=virtio,file=qc2img,cache=none \
                -device e1000,netdev=mynet0,mac=52:55:00:d1:55:01 \
                -netdev user,id=mynet0 \
                ;

 

 

---

참고 및 출처

 

https://wiki.ubuntu.com/Kernel/BuildYourOwnKernel

Kernel/BuildYourOwnKernel - Ubuntu Wiki

 

https://ndb796.tistory.com/534

우분투(Ubuntu) 커널(Kernel) 소스코드 수정 및 빌드하는 방법

 

https://sjp38.github.io/ko/post/qemu_setup_on_ubuntu/

Ubuntu 환경에서 QEMU 빌드 / 설치 / 사용하는 법 | hacklog

 

https://askubuntu.com/questions/1329538/compiling-the-kernel-5-11-11

Compiling the kernel 5.11.11

.