QEMU是目前最先进的动态二进制翻译跨平台仿真软件，它可以模拟x86、ARM、ARM64、MIPS、PowerPC等架构。QEMU的原理主要是将ELF格式的可执行文件翻译成中间形式，然后根据中间形式，拷贝编译好的微操作代码，形成目标基本块，最后再执行此基本块。它的总体结构如图所示

QEMU主要有两种仿真方式：

• 用户模式仿真：允许一个（Linux）进程执行在不同架构的CPU上，该模式下，QEMU 可以作为进程级虚拟机

• 系统模式仿真：允许仿真完整的系统，包括处理器和配套的外设，该模式下，QEMU 也可以作为系统虚拟机

接下来我们从QEMU的安装开始来讲解这两种仿真方式，需要用到的固件可以在公众号后台回复「QEMU」获取

1 安装QEMU

sudo apt-get updatesudo apt-get install qemu-system-mips
sudo apt-get install qemu-user
sudo apt-get install qemu-user-static
sudo apt-get install qemu-utils

2 QEMU系统模式仿真

首先我们需要从debian官网下载kernel和image，地址如下：

https://people.debian.org/~aurel32/qemu/mipsel/

「为什么我们这里知道使用mipsel呢，你可以在文件系统内随便找一个ELF文件，然后使用file命令查看一下」

将目录中的所有文件下载到一个kernel内即可，同时也将固件解压放到同一目录

首先安装虚拟网络设备tun

sudo apt-get install uml-utilities

为root用户添加网卡tap0

sudo tunctl -t tap0 -u root

设置IP地址

sudo ifconfig tap0 192.168.3.1/24

查看一下我们设置的IP地址

ifconfig

进入kernel目录，并使用如下命令启动qemu：

sudo qemu-system-mipsel -M malta -kernel ./vmlinux-3.2.0-4-4kc-malta -hda ./debian_wheezy_mipsel_standard.qcow2 -append "root=/dev/sda1 console=tty0" -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no -nographic -s

命令解析如下

效果如图所示

账号密码均为root

使用ifconfig配置仿真机的eth0网卡为192.168.3.2

ifconfig eth0 192.168.3.2

使用物理机测试与仿真机之间的连通性

ping 192.168.3.2

使用scp命令将squashfs.tar传入仿真机

scp squashfs.tar [email protected]:/root

在仿真机内使用tar命令解压

tar -zxvf squashfs.tar

挂载固件文件系统中的proc目录和dev目录到chroot环境，因为proc中存储着进程所需的文件，比如pid文件等等，而dev中存储着相关的设备

mount -o bind /dev ./squashfs-root/dev
mount -t proc /proc ./squashfs-root/proc/

使用chroot更改root目录，系统的目录结构将以squashfs-root作为根

chroot ./squashfs-root/ sh

至此，我们就可以运行该文件系统中的程序啦

3 QEMU用户模式仿真

因为我们要运行的是mipsel的程序，所以这里我们使用qemu-mipsel来执行

但如果有的时候目标程序使用了动态链接库就会导致我们执行失败，这个时候我们只要配合chroot使用即可，首先将qemu-mipsel拷贝到squashfs-root目录

cp $(which qemu-mipsel-static) .

sudo chroot . ./qemu-mipsel-static ./www/api

4 总结

QEMU的出现为我们这些测试人员节约了大量的成本。我们可以在没有开发板的情况下进行测试、调试和运行，大大提高了效率

参考引用：

https://swordfaith.github.io/2019/09/24/QEMU%20%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E5%8E%9F%E7%90%86/ 
基于QEMU的嵌入式系统仿真环境的构建（陈宇星）

本文作者：物联网IOT安全

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