qemu

本文介紹瞭如何編譯u-boot、linux kernel，然後用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天正常上班工作之餘的時間的成果，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。可以在程式視窗

中顯示。還可以模擬sd卡，以及DM9000網絡卡驅動，可以對映到本地虛擬網絡卡上。

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的模擬模擬環境

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

解壓後，原始碼的主目錄中：

$  ./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）

然後將bin路徑新增到環境變數中方便使用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上執行，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單板不支援。

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的測試核心和initrd磁碟映象(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

（注意採用打包下載的時候這幾個包的檔名可能相同，注意區分）解壓後，配置Makefile檔案，開啟Makefile檔案，CROSS_COMPILE變數賦值，即自己所使用的交叉編譯工具鏈，比如我的是arm-linux-，儲存退出，找不到就不用改，另外（編譯uboot的時候，大家可以將設定初始IP的程式碼修改為自己想要的IP，比如和自己主機IP一個網段，以方便以後的實驗））輸入

$     make mini2440_config

$     make -j4

幾分鐘編譯完成後，即在當前目錄下生成名為 u-boot.bin 的檔案，注意如果想在之後使用u-boot 的nfs下載檔案功能，需要將net/nfs.c檔案中的NFS_TIMEOUT = 2UL修改為 NFS_TIMEOUT = 20000UL 否則會造成nfs檔案下載失敗。

然後將u-boot.bin檔案拷貝到qemu-mini2440/mini2440資料夾下。將tools/mkimage加到環境變數中，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開發板的核心原始碼）

$     make mini2440_defconfig ARCH=arm

$     make -j4 ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- uImage

之後會在arch/arm/boot/目錄下生成uImage 檔案，將此檔案複製到qemu目錄下的mini2440資料夾下，並將mini2440資料夾中的mini2440_start.sh作如下修改

新增cmd的 kernel 行為-kernel "$base/uImage" \,回到上層目錄後執行

$     sh mini2440/mini2440_start.sh

網上說這時應該看到qemu啟動後進入了u-boot介面下，輸入命令

#   bootm

就會看到linux核心啟動的畫面。

Bullshit！！！！！！！！

讓我一步步分析，最多進得去u-boot介面，但怎麼可能看得見核心啟動畫面？？！！

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？

首先建立一個dd if=/dev/zero of="$name_nand" bs=2112 count=65536為128MB的nand flash映象檔案（包含OOB），但是此nand flash根本沒有初始化，裡面為全0x00，根本無法執行起來，想要執行起來情況方法二的flashing工具。

後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絡卡，看方法二。

其他的就不想分析了，此處就提供方法二qemu-system-arm多種實用引數吧！

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作業系統：載入程式（bootloader），核心映象和根檔案系統映象。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核心，編譯之（當然要適配mini2440）；一點一點生成自己的根檔案系統，再製作成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 要製作。

交叉編譯工具鏈和根檔案系統都是一點一點製作。。。，很費時間（）。雖然我們在製作根檔案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體，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專案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，最後會說到。首先我們安裝wget這個小工具，便於下載Buildroot：

$ sudo apt-get install wget

接著下載Buildroot：

$ cd ~

$ tar zxvf buildroot-2012.05.tar.gz

在讓Buildroot為我們生成三個映象前，需要對其進行一些配置。Mini2440開發板的基本所需配置已經整合在Buildroot裡了（眾多defconfig檔案中的一個），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檔案，再用make menuconfig 進一步配置：

$ cd buildroot-2012.05

$ make mini2440_defconfig

$ make menuconfig

一個方便的配置視窗會跟著出現，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目錄裡，Kernel Headers須要選取Linux核心版本的適配的編譯鏈版本。預設是設定為3.3.x。後面的Kernel(核心版本)我使用的是3.3.7，所以沒問題，這裡不用改也可以。當然也可以使用諸如3.0.x這樣的版本，只要跟之後的Kernel版本適配就好了。

- Bootloaders ：預設是U-boot，也可以選用其他版本的Bootloader。本文就用預設的U-boot。

- Kernel ：Kernel version預設是3.0.4，因為之前Toolchains目錄選擇的是3.3.x版本，所以這裡須要改選，比如3.3.7版本。

- Package Selection for the target ：Target packages中Busybox已經包含在裡面了，我們也可以選擇更多的專案，比如Qt，EFL，directfb之類的圖形庫。在Graphic libraries and application子目錄裡選擇。

- Filesystem images ：本文中使用的是jffs2格式的根檔案系統（也是Buildroot預設的），因為之後要製作NAND映象，所以需要配置成一個每頁512位元組和16位元組的ECC的NAND型別。在Flash Type這項，改為NAND flash with 512B Page and 16 KB erasesize。

這些都配置好之後，就可以請出我們最喜歡的命令了-- make ：

$ make

此時你可以倒杯茶，或者可以烤一隻雞。。。總之乾點別的，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，然後接著make。

如果一切順利，make 結束後，在buildroot-2012.05目錄的output/images/子目錄下可以找到生成的三個檔案：

- u-boot.bin ：bootloader的映象

- uImage ：u-boot格式的（用mkimage命令生成的）Linux核心映象

- rootfs.jffs2 ：jffs2格式的根檔案系統映象（這個工程預設用的是jffs2根檔案系統）

至此，Buildroot完成了他艱鉅的任務，可以讓他一邊休息去了。我們進入下面的系統製作和啟動部分。

如果我們想用其中的工具，可以將/work/qemu/buildroot-2012.05/output/host/usr/bin加入到環境變數中。

另外，此工具中的linux原始碼解壓到了：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，然後用下面兩條命令對其進行編譯，是一樣的。

$       make mini2440_defconfigARCH=arm                                使用預設配置

$       make menuconfigARCH=arm                   配置核心的時候要帶選項

$       make -j4 ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux- uImage                                編譯核心

待會兒就知道，這個目錄有多帥，預設就可以在qemu中正確執行^_^

3.      在QEMU中執行編譯好的系統

a)        生成NAND映象並初始化

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是一個不錯的軟體，可以使用核心映象，bootloader映象和根檔案系統映象快速生成NAND或NOR檔案。共享在git 上面，

如果在QEMU裡生成NAND的話，會花不少時間。所以我們可以利用閒置的記憶體（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映象檔案。一般NAND的大小我們可以設定成64MB （NOR映象檔案一般設為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位元組，還要加上16位元組的ECC，所以每個塊是528位元組。總共需要的塊數是：（64 * 1024 * 1024） / 528 = 127100

用dd 命令來生成一個NAND映象：

$ dd if=/dev/zero of=nand/nand.bin bs=528 count=127100

我們現在有了一個NAND映象檔案了，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 檔案拷貝到nand.bin 相同的資料夾下：

$ 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資訊：

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，顯示這些資訊很正常，因為我們的NAND檔案還沒初始化呢。接下來初始化：

MINI2440 # nand scrub

MINI2440 # nand createbbt

MINI2440 # reset

至此，我們的NAND檔案已經準備好了。現在可以將其從tmpfs拷貝到電腦硬碟，然後解除安裝掉tmpfs。

$ cp nand/nand.bin .

$ sudo umount nand/

$ rmdir nand

b)       基於NFS啟動

這裡插進一段用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檔案。接下來我們用NFS啟動系統：

之前在~/buildroot-2012.05/output/images/  這個目錄裡，除了生成rootfs.jffs2檔案外，還生成了rootfs.tar檔案，是根檔案系統的壓縮檔案包。我們在/srv 資料夾下新建一個nfsroot資料夾以儲存解壓的根檔案系統：

$ sudo mkdir /srv/nfsroot/

$ cd /srv/nfsroot/

$ sudo tar xvf ~/buildroot-2012.05/output/images/rootfs.tar

接著需要在/etc/exportfs 檔案裡增加以下一行，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

然後，我們生成並配置一個 tap0 介面：

$ sudo tunctl -u $USER -t tap0

$ sudo ifconfig tap0 192.168.42.1

此時ifconfig發現多了一塊網絡卡。

（當啟動qemu使用了-net nic -nettap,ifname=tap0引數時，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絡卡，這才是正解，網上給出的答案又麻煩又無效；但是記住，經過此設定後，ubuntu是無法連線外網的，此設定重啟後無效）

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，預設是root, 此時系統啟動了，可以看到QEMU的視窗和可愛的Linux小企鵝。

c)        基於NAND映象啟動

因為以之前的a)生成的nand.bin來繼續生成最終版的nand.bin(還要往裡面新增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 開發的軟體，可以很快捷地生成NAND或NOR映象檔案。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映象檔案，可以先把之前Buildroot替我們生成的三個檔案：u-boot.bin, uImage和rootfs.jffs2 拷貝到flashimg資料夾下，生成NAND或NOR映象檔案：

$       flashimg-s 2M -t nor -f nor.bin -p uboot.part -w boot,u-boot.bin -w kernel,uImage -w root,rootfs.jffs2

最後，啟動系統，我們以NAND檔案為例：

啟動之後，還需要配置一下（其中mini2440=3tb 是為了使螢幕解析度成為320*240，橫向顯示。預設是240*320，是豎著的）

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，預設是    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，如果不使用圖形介面執行正常，需要使用圖形介面就要用ssh登陸後啟動2440系統一次，然後虛擬機器中啟動2440系統，才能成功看見小企鵝，交替執行，否則報錯：Floating point exception；

使用buildroot-2013.08.1.tar.bz2時，kernel中後不斷出錯：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資料夾下有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檔案nand.bin。

3、u-boot中可以使用tftp下載檔案到記憶體，使用tftp是隻需要設定伺服器IP即可，自己的ip設定後無法ping通。使用u-boot中的tftp前提是按照b)中設定網絡卡和啟動方式。

4、在啟動qemu時如果出現錯誤Floating point exception (core dumped)，可以新增-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列程式.模擬的串列埠將會重定向到命令列.所以,我們仍然可以在Qemu平臺上使用串列埠命令來除錯Linux核心.

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檔案系統10/12/2013 8:58:58 PM

6、u-boot可以與主機tftp的設定為：ipaddr=10.0.0.111           serverip=10.27.100.117           tap0 10.27.100.200                   不在一個網段，不知道為什麼，現在能用就行了

7、開發板nfs訪問虛擬機器，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       則修改伺服器的/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後以nfs掛載跟檔案系統：setenv bootargs 'noinitrdmem=64M console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=10.27.100.117:/work/nfs/nfsrootip=10.0.0.111'      以後開發應用程式或者驅動模組就方便了。

9、

qemu 除錯

除錯U-Boot

當呼叫QEMU時新增 -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

除錯U-Boot時，載入檔案'u-boot'到gdb（記住不是'u-boot.bin'），'u-boot'是一個ELF格式的檔案，它含有所有除錯時會用到的符號資訊，不像'u-boot.bin'是在執行"stripe"命令後，剔除了除錯資訊的檔案。另開一個控制檯視窗執行ARM的交叉除錯工具並載入檔案'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的控制檯視窗中, 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#"後輸入U-Boot命令"printenv"，它的執行將會被gdb中斷：

VersatilePB # printenv

在gdb的控制檯視窗中, 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除錯命令進行除錯了, 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.準備工作

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所支援的。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)，低版本安裝後，QEMU的配置指令碼(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開發庫的支援，可以在其下載頁面上下載原始碼編譯安裝，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，則可執行檔案預設放在/usr/local/bin，庫檔案預設放在/usr/local/lib，配置檔案預設放在/usr/local/etc。由於QEMU不能用make uninstall的方法解除安裝，指定安裝目錄可以便於解除安裝（其實就是刪掉整個安裝目錄）。

然後

$       make

$       sudo make install

至此，QEMU安裝完成。

4.設定環境變數

如果./configure時使用了prefix選項，還需要設定環境變數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

在檔案中新增

PATH="$PATH:/usr/local/qemu/bin"export PATH

儲存，退出，並用Ctrl+Alt+Backspace重新啟動X Window。