qemu模拟arm系统vexpress-a9—uboot+uImage

本文档介绍了如何使用qemu模拟arm系统vexpress-a9,包括uboot的下载、编译、配置,Linux kernel的编译,以及通过tftp服务器进行网络引导uImage的步骤。主要涉及qemu网络配置、tftp服务器设置和qemu运行命令。

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1 概述

上一篇文件介绍了qemu环境搭建,用内核镜像zImage运行模拟器,可以很方便调试内核。但现在嵌入式arm处理器厂商都会发布uboot+uImagesdk形式给产品公司,有时候需要调试uboot代码运行情况或是传入到内核参数是否生效等等,所以模拟uboot+uImage运行也是很有必要的,qemu官方也给出了环境搭建的步骤,但是比较老了,如果按照那些步骤运行vexpress-a9会有很多问题。当然网上也有很多关于vexpress-a9这方面的文章,大家可以多搜搜,我写这些东西一是给自己加深印象,二是希望把遇到的问题和解决方法给大家列的更详细点,可以更快的对qemu熟悉起来。

若是实际的开发板,在uboot运行以后,通过命令行可以使用mmc接口usb接口或是网络把编译好的uImage加载到内存中运行。对于模拟器,网络引导是个方便的选择,首先要需要一个tftp服务器,网络下载uImage然后引导。下面一步一步介绍这个过程。


2 环境说明

主机系统:ubuntu 12.04 32bit

交叉编译工具链:arm-linux-gnueabi-

uboot版本:git clone最新版本

Kernel版本:3.16


3 uboot下载、编译、配置

3.1 boot最新源码下载

git clone git://git.denx.de/u-boot.git

 

### QEMU模拟vexpress-a9平台配置和启动 #### 准备工作 为了成功使用QEMU模拟vexpress-a9平台,需先准备好必要的软件包以及环境设置。确保安装了最新版本的QEMU和其他依赖项,在Ubuntu环境下可以通过命令`sudo apt-get install qemu-system-arm gcc-arm-linux-gnueabihf`来完成这些操作[^3]。 #### 编译U-Boot与Linux Kernel 对于U-Boot而言,下载指定版本[u-boot-2017.05]之后解压并进入源码目录,通过如下指令编译适用于ARM架构的目标镜像: ```bash export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make vexpress_defconfig make all ``` 同样地,针对Linux内核/linux-4.4.174/也需要按照相同的方式进行交叉编译处理: ```bash export ARCH=arm export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make vexpress_defconfig make zImage modules dtbs ``` #### 构建根文件系统 采用BusyBox作为基础组件创建最小化的根文件系统。具体做法是从官网获取busybox-1.27.0.tar.bz2压缩包后依照官方文档指示完成定制化安装过程;随后利用cpio打包成initramfs格式供后续加载使用[^1]。 #### 启动参数设定 一切就绪后便可以尝试运行下面这条完整的qemu-system-arm命令行字符串来进行仿真测试了: ```bash qemu-system-arm \ -M vexpress-a9 \ -kernel ./arch/arm/boot/zImage \ -dtb ./arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb \ -append "console=ttyAMA0,38400 root=/dev/ram rw init=/sbin/init" \ -initrd path/to/rootfs.cpio.gz \ -m 256 \ -nographic ``` 上述选项解释: - `-M`: 指定机器型号为vexpress-a9- `-kernel`: 加载由之前步骤产生的zImage文件; - `-dtb`: 提供设备树二进制描述符路径; - `-append`: 设置传递给内核的引导参数串; - `-initrd`: 明确初始RAM磁盘映像的位置; - `-m`: 分配内存大小,默认单位MB; - `-nographic`: 关闭图形界面仅保留终端输出模式。 如果希望启用网络连接,则可以在原有基础上追加关于TAP接口的相关配置部分,比如这样: ```bash ... -net nic,model=lan9118 \ -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no \ -redir tcp:2222::22 ``` 这里定义了一个名为tap0的新网卡实例,并将其绑定到宿主机上的同名物理端口上,同时开放SSH服务转发至目标虚拟机内部监听地址[^2]。
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