如何将包含Raspberry Pi操作系统的SD卡连接到Linux PC，并在仿真器中启动操作系统？

为什么VMWare无法工作？

这种方法的局限性是什么？

相关：Windows PC上的仿真

是的，这完全有可能。但是，实际上与您的想法有些不同。

前言

SD卡包含操作系统的映像。并通过在设备开机时放大此图像来工作。

如我所料，将映像镜像到SD卡上以创建一个工作系统。但是，在刷新映像之前，您可以使用QEMU（它是一个处理器仿真器）对其进行处理，并允许我们仿真ARM指令集。

这样，将映像刷新到SD卡后，对映像所做的任何更改（安装，编译等）仍将保留在其中。

现在，我将向您介绍如何使用QEMU加载图像。我将使用Arch Linux映像进行演示，但是无论如何，该过程应该相同。

使用QEMU

先决条件

您将需要为您的系统获取QEMU。QEMU应该只有一个要求，为了使输入设备正常工作，您需要安装SDL开发包，该包应从包管理器中获取。

我建议您使用常规的软件包管理器下载软件包：

拱门：

sudo pacman -S sdl qemu

Ubuntu的：

较新的版本（自14.04版本开始）提供了一个软件包：

sudo apt-get install qemu-system-arm

对于旧版本：

sudo apt-get install libsdl-dev
sudo add-apt-repository ppa:linaro-maintainers/tools
sudo apt-get update
sudo apt-get install qemu-system

自己构建QEMU

另外，您可以自己构建QEMU。如果您想尝试一个新版本，那就太好了，但是它可能很慢，并且在编译过程中会为很多错误做好准备！请注意，如果从其网站构建QEMU，则必须对其进行编译以获取ARM支持。因此，请首先检查您的发行版存储库。可以这样做。

mkdir rpi-emu && cd rpi-emu
wget http://wiki.qemu.org/download/qemu-1.1.0-1.tar.bz2
tar xvjf qemu-1.1.0-1.tar.bz2
cd qemu-1.1.0-1
./configure –target-list=arm-softmmu,arm-linux-user
make
sudo make install

验证您是否具有ARM支持：

qemu-system-arm --version
QEMU emulator version 1.0,1, Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard

获取图像

我们正在使用Arch Linux，因此将使用Arch Arm映像。但是，将其替换为您希望使用的任何东西，或者您已经有了图像。在这种情况下，请跳过此步骤。

wget http://anorien.csc.warwick.ac.uk/mirrors/raspberrypi.org/images/archlinuxarm/archlinuxarm-29-04-2012/archlinuxarm-29-04-2012.zip
unzip archlinuxarm-29-04-2012.zip 

为了使QEMU正常工作，我们还需要内核映像（位于.img文件中）。

注意：我认为Debian不需要此步骤。有人请确认。

幸运的是，有可用的预编译图像，您可以从此处使用该图像（直接下载）。

TODO：在这里演示如何编译内核映像？

启动虚拟机

您现在应该拥有：

• 可以使用提供的sha1验证的img文件（推荐）。
• 内核映像（zImage）。
• 适用于ARM的QEMU。

现在，可以使用以下冗长的命令来启动虚拟机：

qemu-system-arm -kernel zImage -cpu arm1176 -M versatilepb -serial stdio -append "root=/dev/sda2" -hda archlinuxarm-29-04-2012.img -clock dynticks

请注意，使用此方法将只有几百兆的存储空间（映像上剩余的空间）。可以通过遵循QEMU用户指南来创建虚拟硬盘。

Ubuntu 16.04，QEMU 2.9.0 -M raspi2，Raspbian 2016-05-27，香草内核

1. 从源代码编译QEMU 2.9.0：

   sudo apt-get build-dep qemu-system-arm
   git clone --recursive git://git.qemu-project.org/qemu.git
   cd qemu
   git checkout v2.9.0
   ./configure
   make `nproc`
   

2. 下载映像并从中提取内核和dts：

   1. 下载图像并解压缩：

      wget http://downloads.raspberrypi.org/raspbian/images/raspbian-2016-05-31/2016-05-27-raspbian-jessie.zip
      unzip 2016-05-27-raspbian-jessie.zip
      

   2. 挂载分区的第二个映像。最简单的方法是：

      sudo losetup -f --show -P 2016-05-27-raspbian-jessie.img
      

      这仅适用losetup于Ubuntu 16.04 上的最新版本，其他方法请参见：https : //askubuntu.com/questions/69363/mount-single-partition-from-image-of-entire-disk-device/496576#496576

      这将打印一个循环设备，例如：

      /dev/loop0
      

      因此，我们这样做：

      sudo mkdir /mnt/rpi
      sudo mount /dev/loop0p1 /mnt/rpi
      cp /mnt/rpi/kernel7.img bcm2709-rpi-2-b.dtb .
      sudo umount /mnt/rpi
      sudo losetup -d /dev/loop0
      

3. 跑：

   ./arm-softmmu/qemu-system-arm \
       -M raspi2 \
       -append "rw earlyprintk loglevel=8 console=ttyAMA0,115200 dwc_otg.lpm_enable=0 root=/dev/mmcblk0p2" \
       -cpu arm1176 \
       -dtb bcm2709-rpi-2-b.dtb \
       -sd 2016-05-27-raspbian-jessie.img \
       -kernel kernel7.img \
       -m 1G \
       -smp 4 \
       -serial stdio \
   ;
   

然后，您可以在主机终端上显示的终端上登录。

当前限制：

• -M raspi2是在QEMU 2.6.0中添加的，而Ubuntu 16.04仅具有QEMU 2.5.0，因此我们必须从源代码编译QEMU。但这并不难。
• GUI显示但未响应鼠标/键盘，该鼠标在SDL和VNC上均经过测试。但是CLI可以完美地工作。因此，您最好使用现在具有GUI的Lite映像。
• 没有网络

Ubuntu 16.04，QEMU 2.5.0，Raspbian 2016-05-27，修改的内核

此方法使用-M versatilepbUbuntu 16.04的QEMU 2.5.0上存在的方法。

缺点是您必须下载修改后的内核（请参阅使用Qemu进行仿真：为什么要使用额外的内核？），并修改映像，因此它不能代表真实的系统。

1. 下载：https : //github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/blob/36ede073f4ccb64f60200ede36c231afe9502070/kernel-qemu-4.4.12-jessie

   我们选择4.4.12那是因为Raspbian映像中的内核版本。

   存储库中描述了生成该内核blob的过程：https : //github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/tree/36ede073f4ccb64f60200ede36c231afe9502070/tools

   为什么需要这个额外的内核映像：用Qemu模拟：为什么需要额外的内核？

2. 如以下所述修改Raspbian图像：https : //github.com/dhruvvyas90/qemu-rpi-kernel/wiki/Emulating-Jessie-image-with-4.x.xx-kernel/0068f0c21d942b0f331e18014ff8e22c20cada5c

   摘要：

   1. 像安装一样，安装映像-M raspi2，但是使用第二个分区而不是第一个分区：

      sudo mount /dev/loop0p2 /mnt/rpi
      

   2. 编辑图像：

      # Comment out the line present there with #
      sudo vim /mnt/rpi/etc/ld.so.preload
      # Comment out the lines of type: "/dev/mmcblk*"
      sudo vim /mnt/rpi/etc/fstab
      

3. 跑：

   sudo apt-get install qemu-system-arm
   qemu-system-arm \
       -kernel kernel-qemu-4.4.12-jessie \
       -cpu arm1176 \
       -m 256 \
       -M versatilepb \
       -no-reboot \
       -serial stdio \
       -append "root=/dev/sda2 panic=1 rootfstype=ext4 rw" \
       -hda 2016-05-27-raspbian-jessie.img
   

[失败] Ubuntu 17.04，QEMU 2.8.0 -M raspi2，Raspbian 2016-05-27，香草内核

在此较新的Ubuntu上，默认设置为QEMU 2.8.0，因此我们不需要从编译源代码-M raspi2。但是，出现以下消息后，2.8.0会在启动时挂起：

Console: switching to colour frame buffer device 100x30

这表明-M raspi2仍然很不稳定。

[失败] Ubuntu 16.04，QEMU 2.9.0 -M raspi2，Raspbian 2017-08-16，香草内核

在此更新的映像上，使用与2016-05-27相同的方法，内核在启动时会出现以下问题：

Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions:
...
[    4.138114] ---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)

bztsrc/raspi3-tutorial QEMU上的RPI3裸机

https://github.com/bztsrc/raspi3-tutorial是仅适用于QEMU的一组很好的示例，ultraquick入门指南：如何对裸机Raspberry Pi图像进行QEMU仿真

您无法按照您的建议去做，因为Raspberry Pi具有与大多数PC不同的处理器体系结构。大多数PC基于x86，而RPi是基于ARM的计算机。

这与无法运行（例如RPi上的Microsoft Windows）的原因相同。

VmWare无法工作，因为它只能虚拟化基于x86的操作系统（32位和64位）。还有其他可以虚拟化ARM的仿真器，例如QEMU，但是它们正在运行完整的软件仿真，而没有本机CPU虚拟化支持，因此您可以预期它们会非常慢。

您可以在iotify.io上轻松尝试包含传感器，命令行和文件编辑器的Raspberry Pi模拟器。在https://docs.iotify.io/上查看我们的文档，以开始使用不同的项目，操作系统，并熟悉Raspberry Pi的工作环境。