使用Qemu模擬Cortex-A9運行U-boot和Linux

轉自:http://blog.chinaunix.net/uid-20273473-id-3267337.html

我的開發環境: Ubuntu-12.04  所有軟件包爲最新


1. 安裝GNU工具鏈


  1. sudo apt-get insatll gcc-arm-linux-gnueabi

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

安裝完成後會在 /usr/arm-linux-gnueabi/ 目錄下生成庫文件、頭文件等。 我安裝的GCC版本爲:


  1. arm-linux-gnueabi-gcc (Ubuntu/Linaro 4.6.3-1ubuntu5) 4.6.3

  2. Copyright (C) 2011 Free Software Foundation, Inc.


2. 安裝Qemu模擬器


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

這時應該已經可以運行qemu-system-arm命令了, 其版本爲:


  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. 編譯和運行U-boot:

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

解壓後進入源代碼目錄,在Makefile裏面增加兩行:


  1. ARCH ?= arm

  2. CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabi-

其實就是告訴它使用ARM編譯器來編譯。


  1. make ca9x4_ct_vxp_config

  2. make

這 裏配置目標板爲 Cortex-A9x4 vexpress. 之所以選這個配置可以從 boards.cfg文件裏看到, vexpress是ARM公司使用Cortext-A9的一個開發板,相關的代碼在 board/armltd/vexpress/ 目錄,配置文件爲include/configs/ca9x4_ct_vxp.h。  而且關鍵的是Qemu裏面已經支持這個板卡。


編譯完成後會生成u-boot文件

運行:

  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

發現,如果沒有指定-nographics, 則必須要加-serial stdio纔會有打印。


參數-m 256M爲指定內存大小。-M 指定板卡的名稱, 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

正常運行的結果:


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


  2. U-Boot 2012.04 (Jul 08 2012 - 00:14:08)


  3. DRAM:  256 MiB

  4. WARNING: Caches not enabled

  5. Flash: ## Unknown flash on Bank 1 - Size = 0x00000000 = 0 MB

  6. ## Unknown flash on Bank 2 - Size = 0x00000000 = 0 MB

  7. *** failed ***

  8. MMC:   MMC: 0

  9. *** Warning - bad CRC, using default environment


  10. In:    serial

  11. Out:   serial

  12. Err:   serial

  13. Net:   smc911x-0

  14. Hit any key to stop autoboot:  0

  15. VExpress#

  16. VExpress# printenv

  17. baudrate=38400

  18. bootcmd=run bootflash;

  19. bootdelay=2

  20. bootflash=run flashargs; cp ${ramdisk_addr} ${ramdisk_addr_r} ${maxramdisk}; bootm ${kernel_addr} ${ramdisk_addr_r}

  21. console=ttyAMA0,38400n8

  22. 。。。。。

注意:如果在檢測Flash failed後停止運行,是因爲在 arch/arm/lib/board.c裏面 board_init_r()函數裏檢測Flash失敗後調用了hang(), 暫時先把hang()去掉就可以運行下去了。



4.  編譯和運行Linux內核:

到http://www.kernel.org/下載最新的Linux內核源碼,我下載的是linux-3.4.4.tar.bz2. 解壓後修改Makefile, ARCH = arm, CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-


  1. make vexpress_defconfig

(可以到 arch/arm/configs/ 目錄看到所有自帶的配置文件, 我們使用vexpress板卡默認的配置文件)

然後 make menuconfig --> System Type  把 Enable the L2x0 outer cache controller 取消, 否則Qemu會起不來, 暫時還不知道爲什麼。

然後就可以make了。 最後會生成 arch/arm/boot/zImage 文件, 這就是我們需要的內核映像。



5. 製作根文件系統:

這部分網上有非常多的介紹,就不細說了。 大概流程是:先創建標準的Linux目錄結構, 到http://www.busybox.net/上下載最新的Busybox源代碼編譯安裝到剛纔創建的目錄, 

拷貝ARM的庫文件到相應目錄,在etc/目錄創建若干必須的啓動腳本和配置文件。 下面說一下怎麼生成一個ext3格式的文件系統映像:


  1. dd if=/dev/zero of=a9rootfs.ext3 bs=1M count=32  //創建一個32M的空文件

  2. mkfs.ext3 a9rootfs.ext3  //格式化爲EXT3

  3. sudo mount -t ext3 a9rootfs.ext3 a9rootdir/ -o loop   //掛載到a9rootdir目錄

  4. cp path/to/your/rootfs/* a9rootdir/ -Rf    //拷貝文件到該目錄,相對於放到a9rootfs.ext3裏面

  5. sudo umount a9rootdir/

至此a9rootfs.ex3 就包含了我們創建的根文件系統內容, 並且是ext3格式。



6. 使用Qemu運行Linux:


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

Qemu 可以模擬SD卡, 我們把a9rootfs.ext3作爲一個SD設備,對應的設備文件即爲 /dev/mmcblk0, 以它作爲根文件系統啓動。 ttyAMA0:  Serial console;  tty0: Framebuffer Console. 最後放一張啓動後的圖片:


20273473_1341817424lJdS.png


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