[嵌入式] qemu-arm使用指南

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[嵌入式]qemu-arm使用指南

文章目录

安装：sudo apt-get install -y gcc-arm-linux-gnueabihf qemu

依赖：sudo apt-get install -y bison flex libncurses5-dev

上位机：ubuntu server 18.04.6
开发板：QEMU emulator version 2.11.1
- arm32：vexpress-a9 ，ddr最大1G
- arm32：vexpress-a15，ddr最大4G

linux + 简易文件系统

info

linux-5.15

linux

编译
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- vexpress_defconfig
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
  - - Kernel hacking > printk and dmesg options
      Show timing information on printks #打印时间
      Enable dynamic printk() support #打开动态debug机制
    - Device Drivers > Generic Driver Options
      Support for uevent helper #支持热插拔
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4
验证
- qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic
- qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -nographic

自制文件系统

//init.c
#include <stdio.h>

void main()
{
	printf("\033[1;36m Hello qemu！\033[m\n");  //打印一串亮青色的字体
	while(1);
}

采用静态库编译： arm-linux-gnueabihf-gcc -static -o init init.c

linux2.6 内核支持两种格式的 initrd（虚拟文件系统），一种是 linux2.4 内核那种传统格式的文件系统镜像 image-initrd，其核心文件就是 /linuxrc

另外一种格式的 initrd 是 cpio 格式的，这种格式的 initrd 使用 cpio 工具生成，其核心文件不再是 /linuxrc，而是 /init，本文将这种 initrd 称为 cpio-initrd。

将init制作成cpio镜像

echo init | cpio -o --format=newc > initramfs

qemu

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -initrd …/initramfs
qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -nographic -initrd …/initramfs
停止qemu：ctrl + a，x（组合键ctrl+a，之后再按x）

linux + busybox

info

linux-5.15
busybox-1.34.0

linux

编译
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- vexpress_defconfig
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
  - - Kernel hacking > printk and dmesg options
      Show timing information on printks #打印时间
      Enable dynamic printk() support #打开动态debug机制
    - Device Drivers > Generic Driver Options
      Support for uevent helper #支持热插拔
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4
验证
- qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic
- qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -nographic

busybox

编译
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- defconfig
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
  - Settings —>
    - [*] Build static binary (no shared libs) #使用静态库
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -j4
- make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- install
  - 生成结果位于：当前根目录下的_install文件夹下
  - 备注：默认安装到根目录下的_install，若想更改，可以通过menuconfig里面的选项更改

制作文件系统镜像

根目录构建

mkdir -p rootfs/{dev,etc/init.d,lib,proc,sys}   #创建根目录

cp -raf busybox-1.34.1/_install/* rootfs        #拷贝busybox命令到根目录

sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty1 c 4 1         #创建4个tty端终设备
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty2 c 4 2
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty3 c 4 3
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/tty4 c 4 4
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/console c 5 1      #创建console字符设备
sudo mknod -m 666 rootfs/dev/null c 1 3         #创建null 字符设备

# vim rootfs/etc/init.d/rcS   #输入如下内容
# linux5.x不起作用，需要手动mknod
#
#!/bin/sh
mount -t proc proc /proc
mount -t sysfs sysfs /sys
/sbin/mdev -s
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug      #支持热插拔

sudo chmod +x rootfs/etc/init.d/rcS

制作启动镜像
- 一定要在rootfs目录下执行，否则会失败
- cd rootfs;find ./ | cpio -o --format=newc > …/rootfs.img #制作成cpio镜像
启动
- cd linux-5.15;qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -append “root=/dev/ram rdinit=sbin/init console=ttyAMA0” -nographic -initrd …/rootfs.img
- cd linux-5.15;qemu-system-arm -M vexpress-a15 -m 128M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb -append “root=/dev/ram rdinit=sbin/init console=ttyAMA0” -nographic -initrd …/rootfs.img

执行demo
- code：https://gitee.com/tianzong2019/bookcode/blob/drv/6.chardev/example
- 编译后，启动qemu执行mdrv.ko（手动创建设备节点）
  - 加载设备
    - insmod mdrv.ko
    - mknod /dev/miscdev c 10 2
      - /dev/miscdev 设备节点名称
      - c b和c 分别表示块设备和字符设备
      - 10 MAJOR表示主设备号
      - 2 MINOR表示次设备号
      - 使用手动mknod则需要配置静态的主次设备号
  - 卸载设备
    - rmmod mdrv.ko
    - rm -rf /dev/miscdev
- 最方便的方法，就是打开kernel的uevent helper，使能自动创建设备节点

启动脚本

上述的命令较多，使用脚本一键执行

#!/bin/bash
rdir=`pwd`
rootfs=${rdir}/rootfs
linux=${rdir}/linux-5.15
busybox=${rdir}/busybox-1.34.1
rcs=${rootfs}/etc/init.d/rcS

if [ -d "rootfs" ];then
	echo "rm -rf rootfs"
	rm -rf rootfs*
fi

mkdir -p ${rootfs}/{dev,etc/init.d,lib,proc,sys}   #创建根目录

cp -raf ${busybox}/_install/* rootfs        #拷贝busybox命令到根目录

sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty1 c 4 1         #创建4个tty端终设备
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty2 c 4 2
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty3 c 4 3
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/tty4 c 4 4
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/console c 5 1      #创建console字符设备
sudo mknod -m 666 ${rootfs}/dev/null c 1 3         #创建null 字符设备

echo "#!/bin/sh" >> ${rcs}
echo "mount -t proc proc /proc" >> ${rcs}
echo "mount -t sysfs sysfs /sys" >> ${rcs}
echo "/sbin/mdev -s" >> ${rcs}
echo "echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug" >> ${rcs}

sudo chmod 777 ${rcs}

#一定要在rootfs目录下执行，否则会失败
cd rootfs;find ./ | cpio -o --format=newc > ../rootfs.img   #制作成cpio镜像

vex=vexpress-${1:-a9}
vexdtb=vexpress-v2p-`[ ${1:-a9} == a9 ] && echo ca9.dtb || echo ca15-tc1.dtb`
qemu-system-arm -M ${vex} -m ${2:-128}M -kernel ${linux}/arch/arm/boot/zImage -dtb ${linux}/arch/arm/boot/dts/${vexdtb} -append "root=/dev/ram rdinit=sbin/init  console=ttyAMA0" -nographic -initrd ../rootfs.img