Qemu源码是如何模拟 Mini2440 硬件资源分析（一）

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已于 2024-06-07 00:08:28 修改

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于 2024-05-30 23:58:07 首次发布

本文分析了Qemu如何模拟Mini2440开发板的硬件资源，包括CPU、SDRAM、NAND Flash等。通过`register_machines`和`mini2440_init`等步骤，详细解释了Qemu模拟硬件的过程，如SD初始化、CPU设置、GPIO配置等。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

为什么 Qemu 能够模拟Mini2440开发板？qemu用软件模拟硬件资源。大家都知道uboot启动流程，那uboot 之前流程呢？也就是从上电开始到uboot 开始执行 _start 之前在做什么呢？

正常的Mini2440 硬件上电时候做了的事情：

2440 开发板启动流程简介 ( ① Nand Flash 拷贝 4 KB -> SRAM 垫脚石 | ② PC 指向 0 地址即 SRAM 起始地址执行 | ③ 初始化内存拷贝后续指令到内存执行 )

2440 NandFlash 启动 :

1.垫脚石 ( SRAM ) 简介 : 2440 Nand Flash 启动 , 需要依赖于很重要的片内部件 -> SRAM , 这个部件 又叫垫脚石 , 其 位于 ARM 地址空间的 0 地址处 , 其容量大小是 4KB ;

2.拷贝最前面 4KB : Nand Flash -> SRAM : 处理器上电之后 , 2440 会自动 从 Nand Flash 中拷贝出最前端 4 KB 的内容 , 复制进 SRAM 垫脚石中 ;

3.执行拷贝的 SRAM 中的 4KB 指令 : PC 指针指向 0 地址 , 即指向垫脚石 SRAM 中的第一条指令 , 然后开始执行 ;

4.SRAM 大小 4KB 局限性 : 这里注意 , 只能拷贝 4KB 的指令 , 对于小的 bootloader 程序足够用 , 但对于 u-boot 这种重量级的程序编译出来有 100多KB , 显然 4KB 就不够用了 ;

5.代码搬移策略 : 先拷贝 4KB 到 SRAM 中 , 执行这 4KB 指令 , 在这些指令中 , 先把内存初始化好 , 然后 将后续指令从 Nand Flash 拷贝到内存中执行 ;

现在没有真实硬件，聪明的你，肯定会想到那么qemu 就要用软件模拟相应的？模拟的就是以下东东！！

Qemu Mini2440 需要模拟的硬件资源

Mini2440硬件资源
CPU处理器： Samsung S3C2440A，主频400MHz，最高533Mhz；
SDRAM内存： Mini2440外接两片32MB的SDRAM(型号EM63A16STS-5G)，它们并在一起形成32位总线数据宽度，使用了nGCS6片选。物理起始地址为0x30000000。 SDRAM 时钟频率高达100MHz；
NAND FLASH存储：在板256MB NAND FLASH(型号K9F2G08U0C), 掉电非易失；
NOR FLASH：在板2M NOR FLASH(型号S29AL016D70TF102)，掉电非易失，已经安装BIOS；
标准配置为统宝3.5”真彩LCD，分别率240x320，带触摸屏；
接口和资源：
- 1个100M以太网RJ-45接口(采用DM9000网络芯片)

- 3个串行口

- 1个USB Host

- 1个USB Slave B型接口

- 1个SD卡存储接口

-1路立体声音频输出接口，一路麦克风接口

- 1个2.0mm间距10针JTAG接口

- 4 USER Leds

- 6 USER buttons(带引出座)

- 1个PWM控制蜂鸣器

- 1个可调电阻，用于AD模数转换测试

- 1个I2C总线AT24C08芯片，用于I2C总线测试

- 1个2.0 mm间距20pin 摄像头接口

- 板载实时时钟电池

- 电源接口(5V)，带电源开关和指示灯

扩展接口：
1个34 pin 2.0mmGPIO接口

1个40 pin 2.0mm 系统总线接口

1.register_machines

./vl.c:4874: register_machines();

./target-arm/machine.c:26: qemu_register_machine(&mini2440_machine);

void register_machines(void)
{
    qemu_register_machine(&integratorcp_machine);
    qemu_register_machine(&versatilepb_machine);
    qemu_register_machine(&versatileab_machine);
    qemu_register_machine(&realview_machine);
    qemu_register_machine(&akitapda_machine);
    qemu_register_machine(&spitzpda_machine);
    qemu_register_machine(&borzoipda_machine);
    qemu_register_machine(&terrierpda_machine);
    qemu_register_machine(&sx1_machine_v1);
    qemu_register_machine(&sx1_machine_v2);
    qemu_register_machine(&palmte_machine);
    qemu_register_machine(&n800_machine);
    qemu_register_machine(&n810_machine);
    qemu_register_machine(&lm3s811evb_machine);
    qemu_register_machine(&lm3s6965evb_machine);
    qemu_register_machine(&connex_machine);
    qemu_register_machine(&verdex_machine);
    qemu_register_machine(&mainstone2_machine);
    qemu_register_machine(&musicpal_machine);
    qemu_register_machine(&tosapda_