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qemu 本文介紹了如何編譯u-boot、linux kernel，然后用qemu啟動u-boot和linux kernel，達到與開發板上一樣的學習效果！ 雖然已經買了2440開發板，但是在實際學習開發過程中，還是覺得不方便，既然這樣，那就用qemu模擬2440開發板，讓學習來的更方便些吧！有些萬一模擬機上模擬不出來的或者有問題的，再到開發板上驗證！ 下面是我5天正常上班工作之余的時間的成果，很開心，因為我感覺又像linux大神邁進了一大步！10/12/20139:13:23 PM qemu-mini2440 http://repo.or.cz/w/qemu/mini2440.git 這個可以在windows下模擬mini2440，核心及全部外設，液晶包括其中。可以在程序窗口 中顯示。還可以模擬sd卡，以及DM9000網卡驅動，可以映射到本地虛擬網卡上。 Get a local copy of the mini2440 repository with this command: git clone https://code.google.com/p/mini2440/ git clone git://repo.or.cz/qemu/mini2440.git mini2440 u-boot git clone git://repo.or.cz/u-boot-openmoko.git 使用qemu 建立mini2440的模擬仿真環境 http://www.cnblogs.com/jinmu190/archive/2011/03/21/1990698.html 1. 首先下載安裝qemu for mini2440 git clone git://repo.or.cz/qemu/mini2440.gitqemu 如果感覺速度慢，直接打包下載 http://repo.or.cz/w/qemu/mini2440.git/snapshot/HEAD.tar.gz 解壓后，源代碼的主目錄中： $ ./configure--target-list=arm-softmmu --prefix=/usr/local/qemu/mini2440 $ make -j4 $ sudo make install （其中--prefix=/usr/local/qemu/mini2440表示install的目錄；make -j4表示4個目標同時構建，jobs=4，一般來說編譯速度會更快些） 然后將bin路徑添加到環境變量中方便使用qemu-system-arm 可能出現的錯誤： Error: zlib checkfailed：sudo apt-get install zlib1g-dev ERROR: QEMU requiresSDL or Cocoa for graphical output：sudo apt-get -y installlibsdl-dev 下面兩種方法都可以實現mini2440在qemu上運行，使用的qemu都是上面步驟1生成安裝的，不能apt-get install，自動安裝的對mini2440單板不支持。 測試安裝結果： 我們可以從QEMU下載頁面中下載arm-test-0.2.tar.gzhttp://wiki.qemu.org/download/arm-test-0.2.tar.gz這是ARM Linux 2.6的測試內核和initrd磁盤鏡像(感謝Paul Brook)。 方法一： 2. 下載u-boot for mini2440 git clone git://repo.or.cz/u-boot-openmoko/mini2440.gitu-boot 或者打包下載 http://repo.or.cz/w/u-boot-openmoko/mini2440.git/snapshot/HEAD.tar.gz （注意采用打包下載的時候這幾個包的文件名可能相同，注意區分）解壓后，配置Makefile文件，打開Makefile文件，CROSS_COMPILE變量賦值，即自己所使用的交叉編譯工具鏈，比如我的是arm-linux-，保存退出，找不到就不用改，另外（編譯uboot的時候，大家可以將設置初始IP的代碼修改為自己想要的IP，比如和自己主機IP一個網段，以方便以后的實驗））輸入 $ make mini2440_config $ make -j4 幾分鍾編譯完成后，即在當前目錄下生成名為 u-boot.bin 的文件，注意如果想在之后使用u-boot 的nfs下載文件功能，需要將net/nfs.c文件中的NFS_TIMEOUT = 2UL修改為 NFS_TIMEOUT = 20000UL 否則會造成nfs文件下載失敗。 然后將u-boot.bin文件拷貝到qemu-mini2440/mini2440文件夾下。將tools/mkimage加到環境變量中，kernel生成uImage需要使用此工具。 3. 下載 linux kernelfor mini2440 git clone git://repo.or.cz/linux-2.6/mini2440.gitkernel （可以使用原mini2440開發板的內核源代碼） $ make mini2440_defconfig ARCH=arm $ make -j4 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- uImage 之后會在arch/arm/boot/目錄下生成uImage 文件，將此文件復制到qemu目錄下的mini2440文件夾下，並將mini2440文件夾中的mini2440_start.sh作如下修改 添加cmd的 kernel 行為-kernel "$base/uImage" \,回到上層目錄后運行 $ sh mini2440/mini2440_start.sh 網上說這時應該看到qemu啟動后進入了u-boot界面下，輸入命令 # bootm 就會看到linux內核啟動的畫面。 Bullshit！！！！！！！！ 讓我一步步分析，最多進得去u-boot界面，但怎么可能看得見內核啟動畫面？？！！ 但是根據實際情況是看不見linux啟動畫面的，下面我們看看mini2440_start.sh做了哪些工作？ 首先創建一個dd if=/dev/zero of="$name_nand" bs=2112 count=65536為128MB的nand flash鏡像文件（包含OOB），但是此nand flash根本沒有初始化，里面為全0x00，根本無法運行起來，想要運行起來情況方法二的flashing工具。 后面就是啟動模擬器了： qemu-system-arm-M mini2440 -serial stdio -mtdblock mini2440/ mini2440_nand128.bin -show-cursor-usb -usbdevice keyboard -usbdevice mouse -net nic,vlan=0 -net tap,vlan=0,ifname=tap0-monitor telnet::5555,server,nowait 此處經常報錯Could not initialize device 'tap'，網上給了一堆無用答案，實際上是要初始化一個虛擬網卡，看方法二。 其他的就不想分析了，此處就提供方法二qemu-system-arm多種實用參數吧！ 方法二： QEMU模擬FriendlyArm的Mini2440開發板 本文基於的開發環境是Ubuntu10.04和buildroot-2012.05.tar.gz。（其他版本的環境可能會出很多問題，所以編譯u-boot和kernel時統一用此buildroot中的交叉編譯工具） 2. 下載編譯Buildroot (2012.05) 一般說來，我們需要三樣東西來正常啟動一個嵌入式操作系統：引導程序（bootloader），內核鏡像和根文件系統鏡像。那我們是不是接下來需要下載一個bootloader（比如u-boot，supervivi之類），編譯之；下載任意版本的linux內核，編譯之（當然要適配mini2440）；一點一點生成自己的根文件系統，再制作成jffs2，yaffs2之類的格式呢？編譯這三樣東西的交叉編譯工具鏈Cross-compiler toolchain 要制作。 交叉編譯工具鏈和根文件系統都是一點一點制作。。。，很費時間（）。雖然我們在制作根文件系統時是可以偷懶使用Busybox這樣的“瑞士軍刀”，但是還不夠方便，Buildroot，一款超好用的開源軟件，能一次過幫我們把交叉編譯工具鏈和三樣東西都生成出來。 首先我們下載Buildroot，Buildroot項目每三個月就有一個新版本，但是最好是使用buildroot-2012.05.tar.gz，其他較新版本會出很多錯，最后會說到。首先我們安裝wget這個小工具，便於下載Buildroot： $ sudo apt-get install wget 接着下載Buildroot： $ cd ~ $ wget http://buildroot.org/downloads/buildroot-2012.05.tar.gz $ tar zxvf buildroot-2012.05.tar.gz 或者到buildroot主頁http://buildroot.uclibc.org/download.html下載http://buildroot.uclibc.org/downloads/buildroot-2012.05.tar.bz2 在讓Buildroot為我們生成三個鏡像前，需要對其進行一些配置。Mini2440開發板的基本所需配置已經集成在Buildroot里了（眾多defconfig文件中的一個），省了不少功夫。在此基礎上，我們只需再進行少許配置，就可以讓Buildroot開工了。 我們選取mini2440_defconfig來生成我們的.config文件，再用make menuconfig 進一步配置： $ cd buildroot-2012.05 $ make mini2440_defconfig $ make menuconfig 一個方便的配置窗口會跟着出現，是基於Kconfig的配置機制： 以下列出比較重要的幾個編譯選項，需要改動的幾項用紅色表示： - Toolchains ：在Toolchains目錄里，Kernel Headers須要選取Linux內核版本的適配的編譯鏈版本。默認是設置為3.3.x。后面的Kernel(內核版本)我使用的是3.3.7，所以沒問題，這里不用改也可以。當然也可以使用諸如3.0.x這樣的版本，只要跟之后的Kernel版本適配就好了。 - Bootloaders ：默認是U-boot，也可以選用其他版本的Bootloader。本文就用默認的U-boot。 - Kernel ：Kernel version默認是3.0.4，因為之前Toolchains目錄選擇的是3.3.x版本，所以這里須要改選，比如3.3.7版本。 - Package Selection for the target ：Target packages中Busybox已經包含在里面了，我們也可以選擇更多的項目，比如Qt，EFL，directfb之類的圖形庫。在Graphic libraries and application子目錄里選擇。 - Filesystem images ：本文中使用的是jffs2格式的根文件系統（也是Buildroot默認的），因為之后要制作NAND鏡像，所以需要配置成一個每頁512字節和16字節的ECC的NAND類型。在Flash Type這項，改為NAND flash with 512B Page and 16 KB erasesize。 這些都配置好之后，就可以請出我們最喜歡的命令了-- make ： $ make 此時你可以倒杯茶，或者可以烤一只雞。。。總之干點別的，讓Buildroot忙活去吧。如果中間出現錯誤，一般是沒裝必要的東西，照錯誤提示安裝就好，然后接着make。 如果一切順利，make 結束后，在buildroot-2012.05目錄的output/images/子目錄下可以找到生成的三個文件： - u-boot.bin ：bootloader的鏡像 - uImage ：u-boot格式的（用mkimage命令生成的）Linux內核鏡像 - rootfs.jffs2 ：jffs2格式的根文件系統鏡像（這個工程默認用的是jffs2根文件系統） 至此，Buildroot完成了他艱巨的任務，可以讓他一邊休息去了。我們進入下面的系統制作和啟動部分。 如果我們想用其中的工具，可以將/work/qemu/buildroot-2012.05/output/host/usr/bin加入到環境變量中。 另外，此工具中的linux源碼解壓到了：buildroot-2012.05/output/build/linux-3.3.7目錄。 也可以用dl目錄中的linux-3.3.7.tar.bz2，然后用下面兩條命令對其進行編譯，是一樣的。 $ make mini2440_defconfigARCH=arm 使用默認配置 $ make menuconfigARCH=arm 配置內核的時候要帶選項 $ make -j4 ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux- uImage 編譯內核 待會兒就知道，這個目錄有多帥，默認就可以在qemu中正確運行^_^ 3. 在QEMU中運行編譯好的系統 a) 生成NAND鏡像並初始化 在開始前，先說一下：如果你想要比較快捷的話，可以直接去看d)、強大的工具-- Flashimg，Flashimg是一個不錯的軟件，可以使用內核鏡像，bootloader鏡像和根文件系統鏡像快速生成NAND或NOR文件。共享在git 上面，http://gitorious.org/flashimg 如果在QEMU里生成NAND的話，會花不少時間。所以我們可以利用閑置的內存（RAM）-- tmpfs $ mkdir nand $ sudo mount -t tmpfs none nand/ 我們接下來將從零開始生成一個NAND鏡像文件。一般NAND的大小我們可以設定成64MB （NOR鏡像文件一般設為2MB）。我們來做一下簡單的計算：要生成一個64MB的NAND，每個塊是512字節，還要加上16字節的ECC，所以每個塊是528字節。總共需要的塊數是：（64 * 1024 * 1024） / 528 = 127100 用dd 命令來生成一個NAND鏡像： $ dd if=/dev/zero of=nand/nand.bin bs=528 count=127100 我們現在有了一個NAND鏡像文件了，接下來要使用u-boot來初始化它。我們需要首先將Buildroot替我們生成的u-boot.bin 文件拷貝到nand.bin 相同的文件夾下： $ cp ~/buildroot-2012.05/output/images/u-boot.bin ~/nand/ 啟動U-boot以便進行NAND的初始化： $ qemu-system-arm -M mini2440 -serial stdio -mtdblocknand/nand.bin U-boot啟動了，並且會顯示一些Warning信息： NAND: Bad block table not found for chip 0 Bad block table not found for chip 0 64 MiB *** Warning - bad CRC or NAND, using default environment 別擔心，顯示這些信息很正常，因為我們的NAND文件還沒初始化呢。接下來初始化： MINI2440 # nand scrub MINI2440 # nand createbbt MINI2440 # reset 至此，我們的NAND文件已經准備好了。現在可以將其從tmpfs拷貝到電腦硬盤，然后卸載掉tmpfs。 $ cp nand/nand.bin . $ sudo umount nand/ $ rmdir nand b) 基於NFS啟動 這里插進一段用NFS啟動的實做。 在嵌入式開發階段，通常我們會操作一個掛載在NFS上的系統，這樣更加方便，快捷，無需每次都燒寫NAND或NOR文件。接下來我們用NFS啟動系統： 之前在~/buildroot-2012.05/output/images/ 這個目錄里，除了生成rootfs.jffs2文件外，還生成了rootfs.tar文件，是根文件系統的壓縮文件包。我們在/srv 文件夾下新建一個nfsroot文件夾以儲存解壓的根文件系統： $ sudo mkdir /srv/nfsroot/ $ cd /srv/nfsroot/ $ sudo tar xvf ~/buildroot-2012.05/output/images/rootfs.tar 接着需要在/etc/exportfs 文件里增加以下一行，使NFS能認識/srv/nfsroot/這個目錄： /srv/nfsroot/ 192.168.42.0/24(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check) 使其生效： $ sudo exportfs -r 然后，我們生成並配置一個 tap0 接口： $ sudo tunctl -u $USER -t tap0 $ sudo ifconfig tap0 192.168.42.1 此時ifconfig發現多了一塊網卡。 （當啟動qemu使用了-net nic -nettap,ifname=tap0參數時，報錯warning: could not configure /dev/net/tun: no virtual network emulationCould not initialize device 'tap'，就需要按照上面方法配置一下網卡，這才是正解，網上給出的答案又麻煩又無效；但是記住，經過此設置后，ubuntu是無法連接外網的，此設置重啟后無效） 現在我們已經可以來啟動QEMU了，不過在此之前，還要將uImage也拷貝到HOME目錄（nand.bin 已經在HOME目錄了）： $ cd ~ $ cp ~/buildroot-2012.05/output/images/uImage . Ok，我們啟動QEMU+NFS： $ qemu-system-arm -M mini2440 -serial stdio -mtdblocknand.bin -kernel uImage -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no MINI2440 # setenv bootargs root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.42.1:/srv/nfsroot/ip=192.168.42.2 MINI2440 # bootm 輸入Buildroot的密碼，默認是root, 此時系統啟動了，可以看到QEMU的窗口和可愛的Linux小企鵝。 c) 基於NAND鏡像啟動 因為以之前的a)生成的nand.bin來繼續生成最終版的nand.bin(還要往里面添加u-boot.bin，uImage和rootfs.jffs2)過程太過繁瑣且容易出錯，在此我就不贅述了，可以參看網上的相關文章。我們直接用一個更強大的工具來生成最終版的nand.bin 。更方便，且不容易出錯。 d) 強大的工具 -- Flashimg 如前面時提到的，flashimg是一個由網友FabriceJouhaud 開發的軟件，可以很快捷地生成NAND或NOR鏡像文件。我們首先下載flashimg： $ git clone git://gitorious.org/flashimg/flashimg.git 編譯安裝 $ ./autogen.sh $ ./configure $ make $ sudo make install 要生成NAND或NOR鏡像文件，可以先把之前Buildroot替我們生成的三個文件：u-boot.bin, uImage和rootfs.jffs2 拷貝到flashimg文件夾下，生成NAND或NOR鏡像文件： $ flashimg -s64M -t nand -f nand.bin -p uboot.part -w boot,u-boot.bin -w kernel,uImage -w root,rootfs.jffs2-z 512 $ flashimg-s 2M -t nor -f nor.bin -p uboot.part -w boot,u-boot.bin -w kernel,uImage -w root,rootfs.jffs2 最后，啟動系統，我們以NAND文件為例： $ qemu-system-arm-M mini2440 -serial stdio -mtdblock nand.bin -usbdevice mouse 啟動之后，還需要配置一下（其中mini2440=3tb 是為了使屏幕分辨率成為320*240，橫向顯示。默認是240*320，是豎着的） MINI2440 # nboot kernel MINI2440 # setenv bootargs root=/dev/mtdblock3rootfstype=jffs2 console=ttySAC0,115200 mini2440=3tb MINI2440 # saveenv MINI2440 # bootm 輸入Buildroot的密碼，默認是 root 我們再一次看到了親切的小企鵝。 （用Vmware 6.5.2build-156735 | ubuntu-10.04.2-dvd-i386.iso | qemu-system-arm QEMU PC emulator version0.10.50 | buildroot-2012.05.tar.gz測試通過，如果不使用圖形界面運行正常，需要使用圖形界面就要用ssh登陸后啟動2440系統一次，然后虛擬機中啟動2440系統，才能成功看見小企鵝，交替運行，否則報錯：Floating point exception； 使用buildroot-2013.08.1.tar.bz2時，kernel中后不斷出錯：WARNING:at drivers/mtd/nand/nand_base.c:846 nand_wait+0x14c/0x16c() [<c0148ff8>] (jffs2_flush_wbuf_gc+0xb8/0x13c)from [<c002a9b0>] (process_one_work+0x10c/0x350)） 實際使用過程中的說明： 1、qemu-system-arm -M mini2440 -serial stdio -mtdblock nand.bin -usbdevicemouse 在nand.bin中可以不需要u-boot.bin，在當前執行這條命令的文件夾下有u-boot.bin即可，一開始進入的u-boot是當前目錄下的u-boot.bin。 2、用jz2440的u-boot.bin可以在menu中f選項格式化nandflash文件nand.bin。 3、u-boot中可以使用tftp下載文件到內存，使用tftp是只需要設置服務器IP即可，自己的ip設置后無法ping通。使用u-boot中的tftp前提是按照b)中設置網卡和啟動方式。 4、在啟動qemu時如果出現錯誤Floating point exception (core dumped)，可以添加-nographic選項，在通常情況下,Qemu使用SDL來顯示VGA輸出.使用這個選項,我們可以禁止所有的圖形輸出,這樣Qemu只是一個簡單的命令行程序.模擬的串口將會重定向到命令行.所以,我們仍然可以在Qemu平台上使用串口命令來調試Linux內核. 5、帶網絡功能，不帶圖形界面的啟動命令：qemu-system-arm -M mini2440-serial stdio -mtdblock nand.bin -usbdevice mouse -kernel uImage -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no-nographic 我真發現我是個天才！！嘿嘿嘿嘿，qemu上模擬2440開發基本全部搞定，u-boot/kernel/nfs文件系統10/12/2013 8:58:58 PM 6、u-boot可以與主機tftp的設置為：ipaddr=10.0.0.111 serverip=10.27.100.117 tap0 10.27.100.200 不在一個網段，不知道為什么，現在能用就行了 7、開發板nfs訪問虛擬機，ifconfig 10.0.0.111 mount -t nfs -o nolock 10.27.100.117:/work/nfs/nfsroot/work 如果mount:mounting 10.27.100.117:/work/nfs/nfsroot on /mnt failed: Permission denied 則修改服務器的/work/nfs/nfsroot/10.27.100.117/24(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check) 的ip地址為*即可。 8、進入u-boot后以nfs掛載跟文件系統：setenv bootargs 'noinitrdmem=64M console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=10.27.100.117:/work/nfs/nfsrootip=10.0.0.111' 以后開發應用程序或者驅動模塊就方便了。 9、 qemu 調試 調試U-Boot 當調用QEMU時添加 -s 和-S 選項 •-s -gdbtcp::1234 的所寫 •-S 在啟動時停止CPU (鍵入'c'才會開始執行) $ qemu-system-arm -M versatilepb -nographic-kernel u-boot -s -S 調試U-Boot時，加載文件'u-boot'到gdb（記住不是'u-boot.bin'），'u-boot'是一個ELF格式的文件，它含有所有調試時會用到的符號信息，不像'u-boot.bin'是在執行"stripe"命令后，剔除了調試信息的文件。另開一個控制台窗口執行ARM的交叉調試工具並加載文件'u-boot'： $ arm-none-linux-gnueabi-gdb u-boot (gdb) target remote :1234 (gdb) b do_printenv Breakpoint 1 at 0x10080f4: file cmd_nvedit.c, line 147. (gdb) c Continuing. 此時在QEMU的控制台窗口中, 將會有如下顯示: U-Boot 2010.06 (Aug 312010 - 16:23:16) DRAM: 0 Bytes Flash: 64 MiB *** Warning - bad CRC, using default environment In: serial Out: serial Err: serial Net: SMC91111-0 VersatilePB # 在提示符"VersatilePB#"后輸入U-Boot命令"printenv"，它的執行將會被gdb中斷： VersatilePB # printenv 在gdb的控制台窗口中, 將會顯示： Breakpoint 1, do_printenv (cmdtp=0x1015520, flag=0, argc=1,argv=0xfddee4) at cmd_nvedit.c:147 147 if (argc == 1) { (gdb) 從這兒開始我們就可以使用普通的gdb調試命令進行調試了, 不錯! qemu-common 在Linux下編譯安裝QEMU在Linux下編譯安裝QEMU 1.系統環境及版本 Linux發行版本：ubuntu 8.04 安裝QEMU-0.9.1 2.准備工作 在QEMU主頁http://wiki.qemu.org/Index.html下載源代碼並解壓 建立編譯環境： $ sudo apt-get install build-essential 編譯安裝QEMU，最重要的工具就是gcc。在大多數主機，特別是x86架構的PC機上，gcc 4.x是不被QEMU所支持的。build-essential中包含的是gcc 4.x，為了正確編譯，需要低版本的gcc 3.x(gcc32 或gcc34)，低版本安裝后，QEMU的配置腳本(configure script)在配置時會自動搜尋到。我安裝的是gcc 3.4: $ sudo apt-get install gcc-3.4cpp-3.4 安裝QEMU需要SDL開發庫的支持，可以在其下載頁面上下載源代碼編譯安裝，但是推薦在apt中安裝，不容易出問題： $ sudo apt-get install libsdl1.2-dev 另外，還需要安裝zlib和ESD： sudo apt-get install zlib1g-dev zlib1g-dbg libesd0-dev 3 編譯安裝QEMU $ ./configure --prefix=/usr/local/qemu 不加上prefix選項也是可以的。這個選項的作用是指定安裝目錄。如果不指定prefix，則可執行文件默認放在/usr/local/bin，庫文件默認放在/usr/local/lib，配置文件默認放在/usr/local/etc。由於QEMU不能用make uninstall的方法卸載，指定安裝目錄可以便於卸載（其實就是刪掉整個安裝目錄）。 然后 $ make $ sudo make install 至此，QEMU安裝完成。 4.設置環境變量 如果./configure時使用了prefix選項，還需要設置環境變量PATH，否則bash是找不到qemu的命令的（除非你輸入該命令的具體路徑，如/usr/local/qemu/bin/qemu）。編輯/etc/profile $ sudo vim /etc/profile 在文件中添加 PATH="$PATH:/usr/local/qemu/bin"export PATH 保存，退出，並用Ctrl+Alt+Backspace重新啟動X Window。