qemu系统-vexpress v9

嵌入式Linux入门与实践 李迟 1.2k 字 次

qemu启动实践。环境：ubuntu 16.04 64 bit，使用SecureCRT软件连接。

安装交叉编译器

到这里下载配套交叉编译器。按说明解压。 

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$ arm-unknown-linux-gnueabihf-gcc -v
...
gcc version 6.3.0 (crosstool-NG crosstool-ng-1.23.0)

qemu

参考《qemu使用笔记》安装qemu软件。
设置qemu网络： 

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$ sudo tunctl -t tap0 -u `whoami`
$ sudo brctl addif br0 tap0
$ sudo ifconfig tap0 up

u-boot

下载源码

编译

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$ export ARCH=arm
$ export CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf-
$ make vexpress_ca9x4_defconfig
$ make -j4

启动

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$ qemu-system-arm \
-M vexpress-a9 \
-nographic \
-m 512M \
-kernel u-boot

带网络：  
# qemu-system-arm \
-M vexpress-a9 \
-nographic \
-net nic -net tap,ifname=tap0 \
-m 512M \
-kernel u-boot

输出信息： 

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pulseaudio: set_sink_input_volume() failed
pulseaudio: Reason: Invalid argument
pulseaudio: set_sink_input_mute() failed
pulseaudio: Reason: Invalid argument


U-Boot 2018.03-g4f45366 (Apr 15 2019 - 15:49:53 +0800)

DRAM:  512 MiB
WARNING: Caches not enabled
Flash: 128 MiB
MMC:   MMC: 0
*** Warning - bad CRC, using default environment

In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Net:   smc911x-0
Hit any key to stop autoboot:  0 
=>

内核

下载配套内核

配置内核

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make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm vexpress_defconfig
make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm menuconfig
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System Type -->
    [ ] Enable the L2x0 outer cache controller // 将*去掉，否则QEMU起不来
Kernel Features -->
    [*] Use the ARM EABI to compile the kernel
    确保该选项被选择

其它配置：

编译内核

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make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm

TODO：编译设备树：make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm dtbs
得到内核镜像为：arch/arm/boot/zImage，设备树文件为：arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb。

启动内核

进入arch/arm/boot/目录：

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cd arch/arm/boot/

启动：

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qemu-system-arm -M vexpress-a9 -nographic -m 512M \
-kernel ./zImage \
-dtb ./dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \
-append "ignore_loglevel log_buf_len=10M print_fatal_signals=1 LOGLEVEL=8 earlyprintk=vga,keep sched_debug console=ttyAMA0"
或：
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -nographic -m 512M \
-kernel ./zImage \
-dtb ./dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \
-append "earlyprintk=vga log_buf_len=15M console=ttyAMA0,115200n8"

注：

  • 需要指定dtb，否则无法启动。
  • 启动参数需要添加console=ttyAMA0，否则不会打印启动信息。log_buf_len指定启动信息大小，过小会不显示最初的信息。
  • qemu选项-nographic需要保留，否则会提示Could not initialize SDL(No available video device)。
  • 此时，内核可启动，但无法挂载rootfs，最终失败。这是正常情况。

busybox

下载源码

配置

生成默认配置： 

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make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm defconfig

自定义配置： 

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make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm menuconfig

将busybox编译为静态库版本： 

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Settings  ---> 
  [*] Build static binary (no shared libs)

除此外，其它默认即可。原则上，删除不使用的工具（如Mail工具、打印工具），添加需要的工具（中文支持）。
中文支持： 

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Settings  ---> 
  [*] Support Unicode // 默认已选
  [ ]   Check $LC_ALL, $LC_CTYPE and $LANG environment variables
  (63)  Character code to substitute unprintable characters with
  (195102) Range of supported Unicode characters // 由原来的767改为195102，中文的Unicode最大为0x2FA1D(196101)
  [ ]   Allow zero-width Unicode characters on output  
  [*]   Allow wide Unicode characters on output // 默认未选择，需要按空格中选中
  [ ]   Bidirectional character-aware line input

编译

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make CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm install

根文件系统

主要包括：busybox生成的二进制文件、库文件（静态库、动态为、链接器）、设备文件、启动脚本。

库文件

拷贝交叉编译器的库：
位于(交叉编译器路径)/arm-unknown-linux-gnueabihf/arm-unknown-linux-gnueabihf/sysroot目录的lib、usr/lib。注意，lib目录有链接脚本：ld-2.25.so，它连接到同目录下的文件ld-linux-armhf.so.3。因此，拷贝时要使用cp -a进行。

启动： 

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qemu-system-arm -M vexpress-a9 -nographic -m 512M \
-kernel ./zImage \
-dtb ./dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \
-append "earlyprintk=vga log_buf_len=15M root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0,115200n8" \
-sd rootfs.img

带网络的：要用root权限执行： 
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -nographic -m 512M \
-kernel ./zImage \
-dtb ./dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \
-append "earlyprintk=vga log_buf_len=15M root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0,115200n8" \
-sd rootfs.img \
-net nic,macaddr=6c:61:74:65:6c:65 -net tap,ifname=tap0

在uboot中启动内核

安装mkimage工具：sudo apt-get install u-boot-tools。
编译内核：

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make uImage LOADADDR=0x60003000 CROSS_COMPILE=arm-unknown-linux-gnueabihf- ARCH=arm

启动uboot：

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# qemu-system-arm \
-M vexpress-a9 \
-nographic \
-net nic,macaddr=6c:61:74:65:6c:65 -net tap,ifname=tap0 \
-m 512M \
-kernel u-boot \
-sd rootfs.img

注：macaddr为手动指定mac地址，也可不指定。

uboot中输入：

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setenv ipaddr 192.168.28.130
setenv serverip 192.168.28.131
setenv bootargs 'root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0'
tftp 0x60003000 uImage
tftp 0x61000000 vexpress-v2p-ca9.dtb
bootm 0x60003000 - 0x61000000

另：
=> iminfo # 检查下载的uImage格式

可正常启动

配套实验资源

本文已整理好配套的实验资源，直接下载使用即可。

u-boot

kernel

rootfs

busybox 注：busybox源码编译的二进制已整合到rootfs中。

外一篇：xilinx预编译

下载地址：http://www.wiki.xilinx.com/Zynq+2016.2+Release

文件名：

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$ 2016.2-zed-release.tar.xz

解压： 

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$ tar xf 2016.2-zed-release.tar.xz

启动： 

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$ qemu-system-aarch64 \
-M arm-generic-fdt-7series -machine xilinx-zynq-a9 \
-serial /dev/null -serial mon:stdio -display none \
-kernel ./zed/uImage -dtb ./zed/devicetree.dtb --initrd ./zed/uramdisk.image.gz

附

参考资料：

李迟