QEMU ARM Emulator使用参数

QEMU Launching param

1       kernel + initrd

这种方式在QEMU启动方法中最常见和最直接，启动参数形式如下：

qemu-system-arm -kernel zImage -initrd rootfs.cramfs -append “init=/linuxrc”

每次zImage和rootfs修改后首先build出来，直接作为参数传入QEMU，方便快捷。

此方式原理是，QEMU内置了一个很精简的bootloader，作用类似于u-boot。zImage、rootfs和传递给kernel的参数（append后字串）直接被QEMU加载进虚拟机内存的相对位置，并从kernel第一条语句开始执行。

kernel成功引导后就会挂载rootfs，并从文件系统的/linuxrc脚本开始执行初始化动作。

 

此方式有局限性，原因在rootfs.cramfs为只读的文件系统，如果调用/linuxrc有创建文件夹或拷贝动作就会无法完成（这也许可以通过mount一个可读写设备解决）。

 

2       kernel + NFS

这种方式与第一种相比，文件系统的挂载位置和方式发生了改变，因为可以指定NFS为可读可写的，使用体验上比第一种进了一大步。

NFS需要网络支持，也就是QEMU的虚拟网卡支持，启动参数如下：

qemu-system-arm -kernel zImage -append "console=ttyS0 root=/dev/nfs nfsroot=/root/nfs rw  init=/linuxrc ip=dhcp nousb" -rtc base=localtime -serial stdio

用户不写-net的情况下，QEMU默认会追加上“-net nic -net user”。

-net nic表示为虚拟机创建一个虚拟网卡

-net user表示QEMU使用user模式，什么是user模式，请见-net章节。

 

然后大家注意到给kernel的传参，差异点着重在蓝色部分：

root=/dev/nfs指定根文件系统的挂载点，是在QEMU Guest OS上的位置

nfsroot=127.0.0.1:/root/nfs是指NFS在网络上的位置

ip=dhcp指定QEMU Guest OS的ip分配方式

 

总的引导过程就是，kernel引导完成就会通过寻找网关为Guest OS分配ip，然后与NFS建立连接，再把根文件系统挂载起来。

 

这种方式的好处是可以在host OS方便地修改根文件系统的内容，不用重新启动kernel。

但要注意前提，要使用NFS方式挂载rootfs，那就要先启动NFS服务，并定制好rootfs内容。

 

启动NFS服务过程举例： 1.         修改/etc/export文件，增加一行“/root/nfs/ *(rw,insecure,sync,no_root_squash)” 注意insecure很重要，保证本地访问NFS *表示允许任何ip地址访问NFS rw指NFS盘可读可写 sync指同步写入到磁盘上 no_root_squash指root用户访问则给予root权限 2.         使用命令$exportfs –av 使用命令$service nfs restart

 

 

如果使用本地NFS，那么只要配置好本地服务即可；如果是使用远程NFS，那么先确认你有网络，然后确认GuestOS能分到ip，最后网络模式参数要修改。-net user改为“-net tap...”，具体怎样改见-net章节。

 

3       bootstrap + NAND

这是最不用操心kernel传参的一种使用方式，为什么说最不用操心呢？因为你需要传参给kernel的东西已经都被uboot准备好了。

这同时也是最接近真实FPGA板启动过程的方式，启动参数如下：

-pflash bootstrap.bin -mtdblock firmware -serial stdio -m 32M

当你要运行qemu的时候，拿出已经build好的bootstrap.bin和firmware即可。注意firmware必须是nand build方式产生的。

 

bootstrap放在nor flash（-pflash）里，firmware放在nand flash（-mtdblock）里，可以注意到上面传参方式的差别。

 

firmware里面包含3部分：u-boot、kernel和rootfs，另外还有一个空白空间，每个部分占用一个逻辑分区。

 

启动过程如下：

1.         bootstrap.bin会被加载到memory的0地址，并开始运行

2.         bootstrap从nand里面取出u-boot放到memory并运行

3.         u-boot为kernel设置好传入参数和环境变量，将kernel从nand取出，加载到内存并运行。

4.         kernel从nand挂载rootfs，完成初始化动作

5.         rootfs脚本将nand空白分区挂载到etc目录，完成启动。

 

4       kernel + NAND

此方式与前一种启动方式相比，好处是省掉了bootstrap，启动时也无需读取加载u-boot，这样省掉了不少启动时间。

坏处是要自己配kernel启动参数，其实也不是难事，怎样配见下表。

 

-kernel zImage -serial stdio -mtdblock firmware -append "console=ttyS0 init=/linuxrc root=/dev/mtdblock4" -net nic,macaddr=00:14:78:00:01:03 -old-param

 

为什么这里就要配kernel启动参数，而前一种启动方法不用呢？

因为前一种方法，u-boot启动后帮你配好了启动参数再启动的kernel。

相当于前一种方法是bootstrap+uboot+kernel+rootfs

这一种方法是qemu bootloader+kernel+rootfs，所以bootloader要代劳u-boot了。

 

u-boot怎样传参，我们就怎样传参给kernel。这里有几个要注意的：

1.         root=/dev/mtdblock4 rootfs在nand的第4个分区，那么挂载点要变一下咯～ 2.         -old-param uboot使用旧式方法传参，也就是将参数排到内存的固定地址(0x100)，那么我们也照办。 3.         -net nic,macaddr=00:14:78:00:01:03 u-boot通过serial_low和serial_high环境变量传给kernel mac地址，所以我们对qemu代码的boot过程做了一点小修改，将mac地址参数值存放到serial_low和serial_high的对应位置。（注意：使用了-old-param，这个参数才会有效）

 

 

 

 

5       常用参数简介

5.1    -kernel

顾名思义，后面跟kernel档。可以是zImage、uImage、Image、u-boot.elf、u-boot.bin。

 

5.2    -initrd

后面跟文件系统，支持的格式有很多如cramfs、jffs、cpio，能否挂载起来要看kernel支不支持。

 

5.3    -append

kernel的启动参数，后面最好用引号（”）引起来。常用的kernel参数如下：

1.         console：常与qemu的-serial搭配使用。常见取值有 a)         ttyS0：串口0 b)        ttyS1：串口1 c)         ttyAMA0：调试kernel的终端 d)        tty0：虚拟终端0 e)         tty1：虚拟终端1 2.         root，指定根文件系统的挂载点，常用取值有 a)         /dev/ram：文件系统在内存里 b)        /dev/ram0：文件系统在内存里 c)         /dev/nfs：NFS文件系统 d)        /dev/mtdblock*：文件系统在nand里。*的值看分区方式 3.         ramdisk_size=%dK a)         ramdisk默认8192K，如果实际size大于8192则引导时会报出错误 b)        通过此参数来指定实际大小，与rootfs文件大小一致 4.         nfsroot a)         是NFS文件系统才有用，用来指定NFS所在位置 b)        值的格式为：[IP]:/[FOLDER PATH]。eg.”nfsroot=172.21.2.76:/root/SONiX_NFS”，IP在root server确定时可以省略。 5.         rw a)         文件系统读写权限，这里是可读可写 b)        其他可选值有ro 6.         init a)         挂载根文件系统后第一个执行的程序或脚本 b)        常见的有/sbin/init，/linuxrc，/usr/init，因具体文件系统而异 7.         ip：值格式为 a)         [ip] : [boot/root server ip] : [gateway ip] : [netmask]。 eg.”ip=10.0.2.15:10.0.2.2:10.0.2.1:255.255.255.0” b)        可以自动分配的话写为”ip=dhcp”即可 8.         nousb a)         不启用usb功能

 

 

5.4    -old-param

设定kernel传参方式，目前是为了向kernel传入macaddr信息

 

5.5    -rtc

用于设定系统时间，格式如下

-rtc [base=utc|localtime|date][,clock=host|vm]

常用的是-rtc base=localtime

5.6    -serial dev

指定qemu内串口数据的输出方向，dev的取值：

stdio 标准IO vc   虚拟终端 pty  伪tty null  空设备 /dev/XXX 使用主机的tty，如/dev/ttyS0 /dev/parportN filename 写入文件

通常我们取值stdio，这样就能够在控制台输出了。

 

5.7    -net

用于设定网络模式，一般有两种模式：user和tap

默认为user模式，缺省参数为”-net user -net nic”

网络选项：

 

5.7.1   -net nic[,vlan=n][,macaddr=addr]

用来设定虚拟网卡，

目前n的取值可以为0～7

addr形式为00:14:07:00:01:03，当局域网络限制mac时，此功能很有用

 

5.7.2   -net user[,vlan=n]

全部参数如下：

-net user[,vlan=n][,name=str][,net=addr[/mask]][,host=addr][,restrict=y|n]          [,hostname=host][,dhcpstart=addr][,dns=addr][,tftp=dir][,bootfile=f]          [,hostfwd=rule][,guestfwd=rule][,smb=dir[,smbserver=addr]]

 

 

 

用来设定guest os为user模式。

user模式其实是QEMU虚拟的NAT模式。原理图如下：

 

此模式下Host数据通过QEMU流入guest os时，host ip被解释为虚拟的ip。

默认情况下，local ip:10.0.2.15 host ip:10.0.2.2 DHCP server:10.0.2.15 DNS server:10.0.2.3

 

此模式只可实现Guest OS与Host OS的单向通信，即Guest OS可以访问Host OS的端口，但反过来就不行。怎样才能可以呢？

我们有如下参数可以配合user mode使用：

-redir [tcp|udp]:host-port:[guest-host]:guest-port

 

此法将连接到主机端口host-port的tcp或udp连接重定向到客户机端口guest-port上。guest-host未指定则默认值为10.0.2.15(DHCP默认地址)。

eg.

$qemu-system-arm -redir tcp :5555::23 [...] $telnet localhost 5555

这样host就能够通过本机端口来访问qemu guest os的端口了。

但此法也有不便之处：只能静态映射端口，动态端口绑定就不给力了。

 

5.7.3   -net tap[,vlan=n][,fd=h][,ifname=name][,script=file] [,downscript=file]

用来设定guest OS为tap模式，在此模式下Guest OS能与任何网内机器互访。

此法需要host机配置网桥。原理图如下：

 

5.7.4   -net socket[,vlan=n]

全部参数如下：

-net socket[,vlan=n][,name=str][,fd=h][,listen=[host]:port][,connect=host:port]                 connect the vlan 'n' to another VLAN using a socket connection -net socket[,vlan=n][,name=str][,fd=h][,mcast=maddr:port]                 connect the vlan 'n' to multicast maddr and port

此模式用于两个或多个QEMU的VLan远程连接

 

5.8    -pflash

模拟nor flash设备卡,一般传入bootstrap.bin

 

5.9    –mtdblock

模拟nand flash设备卡，一般传入烧写的firmware