在QEMU启动交叉编译的RISCV二进制文件失败求助

已完成的交叉编译操作 #

• 交叉编译OpenSBI，在~/opensbi/build/platform/andes/ae350/firmware/生成fw-dynamic.elf和.bin文件；
• 编译集成BusyBox的根文件系统，通过脚本在~/rootfs/disk/dev/生成initramfs.devnodes；
• 修改Linux内核.config，添加CONFIG_INITRAMFS_SOURCE="~/rootfs/disk/dev/initramfs.devnodes"，编译得到~/linux5.4/arch/riscv/boot/Image；
• 复制相关文件到U-Boot路径，执行make ae350_rv64_fastboot_defconfig && make ARCH_FLAGS="-march=rv64v5"生成u-boot.img；
• 安装适配Andes的QEMU后，执行启动命令：

$ ./qemu-system-riscv64 -nographic -M andes_ae350 -cpu andes-ax45 -m 2G \
-kernel ~/linux-5.4/arch/riscv/boot/Image \
-bios ~/opensbi/build/platform/andes/ae350/firmware/fw_dynamic.elf \
-initrd ~/rootfs/disk/dev/initramfs.devnodes \
-append "root=/dev/vda rw console=ttyS0"

启动错误日志 #

启动触发内核Panic，关键日志如下：

[    0.223322] Segment Routing with IPv6
[    0.224621] sit: IPv6, IPv4 and MPLS over IPv4 tunneling driver
[    0.227011] NET: Registered protocol family 17
[    0.227576] NET: Registered protocol family 15
[    0.231335] ALSA device list:
[    0.231823]   No soundcards found.
[    0.232985] Warning: unable to open an initial console.
[    0.234276] Failed to create /dev/root: -2
[    0.234868] VFS: Cannot open root device "vda" or unknown-block(0,0): error -2
[    0.234994] Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions:
[    0.235251] Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0)
[    0.235527] CPU: 0 PID: 1 Comm: swapper/0 Not tainted 5.4.220-21054-gf1d0d3f65278 #4
[    0.235702] Call Trace:
[    0.236096] [<ffffffe00003537c>] walk_stackframe+0x0/0xa8
[    0.236217] [<ffffffe00049e910>] show_stack+0x30/0x3c
[    0.236302] [<ffffffe0004a44ec>] dump_stack+0x6c/0x88
[    0.236385] [<ffffffe00049ebf8>] panic+0xe8/0x290
[    0.236531] [<ffffffe0000020bc>] 0xffffffe0000020bc
[    0.236612] [<ffffffe000002208>] 0xffffffe000002208
[    0.236691] [<ffffffe000002354>] 0xffffffe000002354
[    0.236772] [<ffffffe000001cfc>] 0xffffffe000001cfc
[    0.236857] [<ffffffe0004a46cc>] kernel_init+0x14/0xdc
[    0.236941] [<ffffffe000033e46>] ret_from_exception+0x0/0xc
[    0.237382] ---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0) ]---

解决思路 #

1. 修正initramfs使用逻辑

   • 你已经通过CONFIG_INITRAMFS_SOURCE将initramfs编译进内核，此时启动命令无需再用-initrd重复指定，两种方式二选一：
     • 保留内核内置initramfs：移除启动命令中的-initrd ~/rootfs/disk/dev/initramfs.devnodes，同时修改append参数为console=ttyS0 root=/dev/ram0 rw（或直接去掉root参数，让内核自动识别initramfs）；
     • 使用外置initrd：清空内核配置中的CONFIG_INITRAMFS_SOURCE，确保开启CONFIG_BLK_DEV_INITRD=y，启动时append参数设为console=ttyS0 root=/dev/ram0 rw。

2. 根设备配置校验

   • 当前启动命令指定root=/dev/vda，但未通过QEMU的-drive参数挂载虚拟磁盘，内核自然找不到该设备。若要使用磁盘根文件系统：
     • 创建ext4格式的磁盘镜像：dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=512 && mkfs.ext4 rootfs.img；
     • 启动命令添加磁盘挂载参数：-drive file=rootfs.img,format=raw,id=hd0 -device virtio-blk-device,drive=hd0；
     • 确保内核开启CONFIG_VIRTIO_BLK选项。

3. 验证initramfs完整性

   • 用cpio -t < initramfs.devnodes查看initramfs内的文件列表，确认存在/init脚本（或BusyBox的init软链接）、/dev/console设备节点，否则会触发控制台无法打开的错误。

4. 内核配置检查

   • 确认开启Andes AE350必需的驱动：CONFIG_SERIAL_8250=y（串口控制台）、CONFIG_BLK_DEV_RAM=y（ramdisk支持）、CONFIG_VIRTIO=y（若使用virtio设备）；
   • 检查CONFIG_INITRAMFS_ROOT_GID和CONFIG_INITRAMFS_ROOT_UID设置，避免权限问题导致文件系统无法访问。

5. 对齐U-Boot引导流程

   • 若使用U-Boot引导，应让QEMU加载u-boot.img而非直接加载内核，启动命令改为：

     ./qemu-system-riscv64 -nographic -M andes_ae350 -cpu andes-ax45 -m 2G -bios ~/opensbi/build/platform/andes/ae350/firmware/fw_dynamic.elf -kernel u-boot.img
     

   • 进入U-Boot命令行后，手动设置bootargs并引导内核、initrd，更符合官方指引的流程。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pranay Gupta