使用Qemu模拟Cortex-A9运行U-boot和Linux

时间  2021-01-10

我的开发环境： Ubuntu-12.04  所有软件包为最新

 

1. 安装GNU工具链

 

  1. sudo apt-get insatll gcc-arm-linux-gnueabi
  2. sudo apt-get insatll g++-arm-linux-gnueabi

安装完成后会在 /usr/arm-linux-gnueabi/ 目录下生成库文件、头文件等。 我安装的GCC版本为：

 

  1. arm-linux-gnueabi-gcc (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3
  2. Copyright (C) 2011 Free Software Foundation, Inc.

 

2. 安装Qemu模拟器

 

  1. sudo apt-get install qemu qemu-system qemu-utils

这时应该已经可以运行qemu-system-arm命令了, 其版本为：

 

  1. qemu-system-arm --version
  2. QEMU emulator version 1.0.50 (Debian 1.0.50-2012.03-0ubuntu2), Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard

 

3. 编译和运行U-boot：

到 ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/ 下载最新版本的U-Boot源代码， 我用的目前最新版本 u-boot-2012.04.tar.bz2  

解压后进入源代码目录，在Makefile里面增加两行：

 

  1. ARCH ?= arm
  2. CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabi-

其实就是告诉它使用ARM编译器来编译。

 

  1. make ca9x4_ct_vxp_config
  2. make

这里配置目标板为 Cortex-A9x4 vexpress. 之所以选这个配置可以从 boards.cfg文件里看到， vexpress是ARM公司使用Cortext-A9的一个开发板，相关的代码在 board/armltd/vexpress/ 目录，配置文件为include/configs/ca9x4_ct_vxp.h。  而且关键的是Qemu里面已经支持这个板卡。

 

编译完成后会生成u-boot文件

运行：

  1. qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel u-boot

或者

  1. qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -serial stdio -kernel u-boot

发现，如果没有指定-nographics, 则必须要加-serial stdio才会有打印。

 

参数-m 256M为指定内存大小。-M 指定板卡的名称， 支持的板卡可以用-M ?查看， 如下：

  1. #qemu-system-arm -M ?
  2. Supported machines are:
  3. beagle Beagle board (OMAP3530)
  4. beaglexm Beagle board XM (OMAP3630)
  5. ............
  6. versatilepb ARM Versatile/PB (ARM926EJ-S)
  7. versatileab ARM Versatile/AB (ARM926EJ-S)
  8. vexpress-a9 ARM Versatile Express for Cortex-A9
  9. vexpress-a15 ARM Versatile Express for Cortex-A15

正常运行的结果：

 

  1. qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel u-boot
  2.  
  3. U-Boot 2012.04 (Jul 08 2012 - 00:14:08)
  4.  
  5. DRAM: 256 MiB
  6. WARNING: Caches not enabled
  7. Flash: ## Unknown flash on Bank 1 - Size = 0x00000000 = 0 MB
  8. ## Unknown flash on Bank 2 - Size = 0x00000000 = 0 MB
  9. *** failed ***
  10. MMC: MMC: 0
  11. *** Warning - bad CRC, using default environment
  12.  
  13. In: serial
  14. Out: serial
  15. Err: serial
  16. Net: smc911x-0
  17. Hit any key to stop autoboot: 0
  18. VExpress#
  19. VExpress# printenv
  20. baudrate=38400
  21. bootcmd=run bootflash;
  22. bootdelay=2
  23. bootflash=run flashargs; cp ${ramdisk_addr} ${ramdisk_addr_r} ${maxramdisk}; bootm ${kernel_addr} ${ramdisk_addr_r}
  24. console=ttyAMA0,38400n8
  25. 。。。。。

注意：如果在检测Flash failed后停止运行，是因为在 arch/arm/lib/board.c里面 board_init_r()函数里检测Flash失败后调用了hang(), 暂时先把hang()去掉就可以运行下去了。

 

 

4.  编译和运行Linux内核:

到http://www.kernel.org/下载最新的Linux内核源码，我下载的是linux-3.4.4.tar.bz2. 解压后修改Makefile, ARCH = arm， CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

 

  1. make vexpress_defconfig

（可以到 arch/arm/configs/ 目录看到所有自带的配置文件， 我们使用vexpress板卡默认的配置文件）

然后 make menuconfig --> System Type  把 Enable the L2x0 outer cache controller 取消， 否则Qemu会起不来， 暂时还不知道为什么。

然后就可以make了。 最后会生成 arch/arm/boot/zImage 文件， 这就是我们需要的内核映像。

 

 

5. 制作根文件系统：

这部分网上有非常多的介绍，就不细说了。 大概流程是：先创建标准的Linux目录结构， 到http://www.busybox.net/上下载最新的Busybox源代码编译安装到刚才创建的目录， 

拷贝ARM的库文件到相应目录，在etc/目录创建若干必须的启动脚本和配置文件。 下面说一下怎么生成一个ext3格式的文件系统映像：

 

  1. dd if=/dev/zero of=a9rootfs.ext3 bs=1M count=32 //创建一个32M的空文件
  2. mkfs.ext3 a9rootfs.ext3 //格式化为EXT3
  3. sudo mount -t ext3 a9rootfs.ext3 a9rootdir/ -o loop //挂载到a9rootdir目录
  4. cp path/to/your/rootfs/* a9rootdir/ -Rf //拷贝文件到该目录，相对于放到a9rootfs.ext3里面
  5. sudo umount a9rootdir/

至此a9rootfs.ex3 就包含了我们创建的根文件系统内容， 并且是ext3格式。

 

 

6. 使用Qemu运行Linux：

 

  1. qemu-system-arm -kernel zImage -serial stdio -M vexpress-a9 -append "root=/dev/mmcblk0 console=ttyAMA0 console=tty0" -sd a9rootfs.ext3

Qemu可以模拟SD卡， 我们把a9rootfs.ext3作为一个SD设备，对应的设备文件即为 /dev/mmcblk0， 以它作为根文件系统启动。 ttyAMA0:  Serial console;  tty0: Framebuffer Console. 最后放一张启动后的图片：

 

[from:http://blog.chinaunix.net/uid-20273473-id-3267337.html]

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