查看“100ask imx6ul qemu”的源代码

<div style="width:500px;height:20px;margin:auto;margin-top:1px">
<span style="font-size:1.3rem;color:#ff0000;margin:auto; "> imx6ul-qemu交流群 QQ群号:542662930</span>
</div>

 大家对qemu有任何好的建议或者问题欢迎在Github上提交 issuse  https://github.com/100askTeam/qemu/issues
=百问网QEMU路线图=

[[File:100ask_imx6ul_qemu_002.png|thumb|right|frameless|500px|百问网100ask qemu]]
[[File:100ask_imx6ul_qemu_003.png|thumb|right|frameless|500px|野火imx6ul pro板]]
[[File:100ask_imx6ul_qemu_004.png|thumb|right|frameless|500px|正点原子 imx6ul alpha板]]
{{Redtext|'''增加设备管理器'''}}
*我们的目的是给每个外设添加GUI显示，<br>
*估计有{{Redtext|'''近百个外设'''}}，<br>
*怎么管理这近百个GUI？<br>
*使用一个<code>设备管理器</code>，<br>
*在里面可以打开、关闭某个设备的GUI。<br>
*完成时间：2019.11.10之前<br>
{{Redtext|'''公开源码'''}}
*完成<code>设备管理器</code>的功能后，<br>
*我们改造的QEMU源码将全部公开
*公开时间：2019.11.10<br>

{{Redtext|'''编写文档'''}}<br>
:编写这几个文档: <br>
#QEMU架构
#QEMU中如何模拟设备
#QEMU中的GUI操作
#QEMU如何处理鼠标键盘事件
#如何编写IMX6ULL裸机程序操作模拟的硬件
#如何编写IMX6ULL Linux驱动程序操作模拟的硬件

:这几个文档可以让你深入理解QEMU，掌握模拟外设的原理<br>
:如果你编程能力可以，那就能模拟出一些简单设备：单线的传感器、I2C/SPI设备、定时器、LCD、触摸屏等<br>

{{Redtext|'''发布有偿项目'''}}<br>
*对于每个外设，都会涉及两方面: QEMU中对它的模拟，你写的裸机/驱动/app对它的操作。<br>
*我们会发布{{Redtext|'''近百个'''}}外设的项目, 比如有红外传感器、ADC、DAC等等<br>
*你可以选择你擅长的，完成某个即可获得酬劳<br>
*你可以找人合作，比如你擅长写裸机，别人擅长写QEMU的GUI，你们一起合作就可以实现对某个外设的模拟。<br>

=qemu简介=
QEMU的英文单词是：Quick Emulator，它是一个精巧的模拟器。<br>
还有很多模拟器，比如VMWare、Virtual Box等。但是VMWare、Virtual Box只能模拟x86、AMD64/Intel64等PC系统；<br>
而QEMU可以模拟更多硬件：ARM、MIPS、PPC、x86、AMD64/Intel64。<br>
QEMU用途广泛，比如Xen、Android模拟器等都是基于QEMU的。<br>
在嵌入式领域，很多人使用QEMU来深研Linux，比如研究文件系统、优化等等。<br>
QEMU有两种模式：<br>
<br>
==用户模式（User Mode)==
简单地说，一个使用arm-xxx-gcc编译出来的程序，是给ARM板子使用的，它无法在PC机上运行，只能放到ARM板子上去运行。<br>
但是使用qemu，可以在PC机上运行这个程序。比如：<br>
<syntaxhighlight lang="bash">
$ gcc -o hello hello.c -static
$ ./hello     // 这个hello程序是使用gcc给PC机编译的，可以直接运行
Hello, world!
$ arm-linux-gnueabihf-gcc -o hello hello.c -static  // 它是给ARM板子编译的
$ ./hello                                      // 所以无法在PC上运行
bash: ./hello: cannot execute binary file: Exec format error
$ ./qemu-arm ./hello                          // 我们可以用QEMU在PC上运行它
Hello, world!
</syntaxhighlight>
==系统模式（System Mode)==
很多时候我们并不满足于在PC上运行单个ARM程序，我们想模拟出整个ARM单板：<br>
在这个模拟出来的虚拟ARM单板上，运行Linux系统，在其中运行各种APP。<br>
这时候需要使用QEMU的系统模式。<br>
我们就是使用QEMU的系统模式来模拟IMX6ULL开发板，具体的使用请看下章。<br>
<br>

==我们做的改进==
QEMU可以模拟x86，也可以模拟各种ARM板子，还可以模拟各种外设。<br>
百问网对QEMU做了很多改进，支持更多硬件，支持更多GUI现实，支持更方便的调试<br>
*100ask-qemu特点
#模拟网卡
#模拟LCD显示功能
#模拟增加led灯
#模拟at24cxx i2c存储芯片，直接可以通过用户态操作看到效果
#增加逻辑分析仪显示功能
#后续会逐渐增加更多的模拟硬件模块
::6.1 温湿度传感器
::6.2 红外
::6.3 超声波模块
::6.4 ADC,DAC模块
::6.5 I2C接口的传感器
::6.6 SPI接口的OLED
::6.7 你想加啥，跟我们说

=快速使用=
使用apt-get当然也可以安装QEMU，但是它版本太低，也不支持IMX6ULL。<br>
我们修改了QEMU的源码，新版本已经支持IMX6ULL，我们在此基础上添加了更多功能，也修改了一些BUG。<br>
所以，请参考本文安装我们定制的QEMU。<br>
<br>
==准备工作==
*'''必须'''
**一台可以上网的windows电脑
**一个可以正常使用Ubuntu虚拟机系统
*'''可选(注意，如果想要有更快效果，ubuntu下可以安装KVM)'''
**安装kvm加速qemu运行,在终端下执行如下命令
 $ sudo apt update
 $ sudo apt install qemu qemu-kvm libvirt-bin bridge-utils virt-manager



==获取镜像==
{{Redtext|点击如下链接下载<br>}}
[[download_ubuntu-18.04_imx6ul_qemu | ubuntu-18.04开发环境下qemu imx6ul系统镜像下载页面]]<br>
[[download_ubuntu-16.04_imx6ul_qemu | ubuntu-16.04开发环境下qemu imx6ul系统镜像下载页面]]<br>

下载完成后上传到Ubuntu虚拟机中，执行如下命令进行解压缩操作。<br>
<span style=" font-size:1.0rem; ">'''ubuntu-16.04解压操作步骤'''<br></span>

 $ tar -xvf weidongshan-ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system-release.tgz 
然后进入<code>ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system</code>目录执行后文介绍的命令

<span style=" font-size:1.0rem; ">'''ubuntu-18.04解压操作步骤'''<br></span>

 $ tar -xvf weidongshan-ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system-release.tgz 
然后进入<code>ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system</code>目录执行后文介绍的命令

http://download.100ask.net/100ask_imx6ul_qemu_ubuntu18.04_install.gif

==运行qemu系统==
{{Redtext | 运行qemu系统前需先按照上一步下载镜像文件 }}<br>
打开终端，在解压后的当前目录下执行如下命令

1.首次运行需要安装SDL环境以及解压文件系统镜像:<br>
:使用脚本自动解压安装
 $ ./install_sdl.sh           // 提示输入用户密码，等待安装完成



'''{{Redtext | 注意qemu系统默认登录用户名为root 无密码 }}<br>'''
2.运行带GUI的imx6ul模拟器<br>
:2.1 模拟百问网imx6ul-qemu开发板:
 $ ./qemu-imx6ul-gui.sh  // 启动后，登录名是root，无需密码

http://download.100ask.net/100ask_imx6ul_qemu.gif

:2.2 模拟野火imx6ul-pro开发板:
 $ ./qemu-imx6ul-gui.sh fire    // 启动后，登录名是root，无需密码

:2.3 模拟正点原子imx6ul-alpha开发板:
 $ ./qemu-imx6ul-gui.sh atk    // 启动后，登录名是root，无需密码

3.运行不带GUI的imx6ul模拟器<br>
 $ ./qemu-imx6ul-nogui.sh   // 启动后，登录名是root，无需密码

4.如何退出qemu模拟器<br>
:在终端下按住<code>Ctrl</code>和<code>a</code>键的同时按<code>c</code>即进入 '''qemu monitor'''模式， 再输入 <code>q</code>命令即可退出QEMU

5.如何退出qemu的GUI窗口
 Ctrl + Alt + G


===参数讲解===

<code> -M mcimx6ul-evk </code>指定需要模拟的单板型号。<br>
<code>-m 512M  </code>指定模拟使用的内存大小。<br>
<code>-kernel zImage</code>指定使用的内核镜像文件。<br>
<code>-dtb  </code>指定使用的设备树文件。<br>
<code>-display sdl</code>指定使用那种显示输出。<br>
<code>-serial mon:stdio</code>指定串口信息输出。<br>
<code>-drive  file=rootfs.img,format=raw,id=mysdcard -device sd-card,drive=mysdcard \</code><br>
<code>-append "console=ttymxc0,115200 rootfstype=ext4 root=/dev/mmcblk1  rw rootwait init=/sbin/init  loglevel=8" \</code><br>
<code>-nic user</code>指定使用NAT共享主机网络方式上网。<br>

==操作示例==
'''获取IP地址'''<br>
:QEMU运行时，Ubuntu是Host即宿主机，QEMU给它分配的IP是10.0.2.2
:QEMU模拟的imx6ull板子是Guest即客户机，它会自动获取IP，也可以自己设置
:Guest可以通过10.0.2.2访问Host，Host不能访问Guest
:Guest中可以使用ifconfig命令查看IP，如果没有IP，可以如下设置：
 ifconfig eth0 10.0.2.15
'''挂载主机nfs目录'''
:QEMU模拟的imx6ull开发板，可以去访问10.0.2.2，比如使用NFS挂载：
 mount -t nfs -o nolock,vers=3 10.0.2.2:/home/book/nfs_rootfs /mnt
'''测试lcd显示'''
*画同心圆
 myfb-test  /dev/fb0
*测试LCD
 fb-test 
*显示文字
 show_font 
'''编写并测试led驱动'''
*安装编译好的led模块驱动
 insmod 100ask_led.ko
*打开并关闭led显示
 ledtest  /dev/100ask_led0  on
 ledtest  /dev/100ask_led0  off
'''测试i2c驱动'''
:不需要写I2C驱动，可以通过用户态使用内核里自带的I2C接口访问外设：<br>
:假设I2C存储芯片AT24C02接在IMX6UL的I2C0总线上，AT24C02的地址是0x50,<br>
:可以执行下面的命令写AT24C02的0地址，读其0地址：<br>
 i2c_usr_test   /dev/i2c-0  0x50  w 0  0x12
 i2c_usr_test   /dev/i2c-0  0x50  r 0

=高级玩法=
==获取源码==
{{Redtext| 大家有发现问题或者有好的建议，欢迎在git相关仓库提 '''Issues''' }}
{|  class="wikitable" style="text-align: left;  background-color: rgba(255,255,255,0.2)"
|-
! 类别 !! 国外github仓库  !! 国内Git仓库
|-
|linux kernel ||https://github.com/100askTeam/qemu_imx6ull_kernel.git || https://git.dev.tencent.com/weidongshan/qemu_imx6ull_kernel.git
|-
|qemu 源码 || https://github.com/100askTeam/qemu.git  || https://gitee.com/weidongshan/qemu.git
|-
|buildroot || ||https://git.dev.tencent.com/weidongshan/imx6ul_buildroot.git
|}

git邮箱账号和用户名配置
<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~$  git config --global user.email "you@example.com"
book@100ask:~$  git config --global user.name "Your Name"
</syntaxhighlight>
初次使用GIT时，需要配置邮箱帐号和用户名，可以随意指定。

考虑到代码仓库过多，特使用repo工具管理代码<br>
*repo工具获取sdk
<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~$  git clone  https://git.dev.tencent.com/codebug8/repo.git
book@100ask:~$  mkdir -p 100ask_imx6ull-qemu  && cd 100ask_imx6ull-qemu
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu$ ../repo/repo init -u https://dev.tencent.com/u/weidongshan/p/manifests/git -b linux-sdk -m imx6ull/100ask-imx6ull_qemu_release_v1.0.xml --no-repo-verify
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu$ ../repo/repo sync -j4
</syntaxhighlight>
上面使用的repo管理的是国内coding仓库，从国内仓库下载会快很多。

==设置工具链==
交叉编译工具链主要是用于在ubuntu主机上编译并声称可以在其它平台上运行的系统。设置交叉编译工具主要是设置PATH， ARCH和CROSS_COMPILE三个环境变量，下面介绍具体设置方法。

* 永久生效
如需永久修改，请修改用户配置文件, Ubuntu系统下，修改如下：
<syntaxhighlight lang="bash">
 vim ~/.bashrc
</syntaxhighlight>
在行尾添加或修改：
 export ARCH=arm
 export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
 export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

* 临时生效
执行完“export”命令后，该设置只对当前终端有效
<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~$ export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
book@100ask:~$ export ARCH=arm
book@100ask:~$ export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
</syntaxhighlight>
* 手动指定
Make编译时指定ARCH架构 CROSS_COMPILE交叉编译工具链
<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~$ export PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-qemu/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
book@100ask:~$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
</syntaxhighlight>

==编译内核源码==
*编译百问网imx6ull-qemu开发板内核
<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu$ cd linux-4.9.88
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make mrproper
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make 100ask_imx6ul_qemu_defconfig
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make zImage -jN //编译zImage 内核镜像，其中N参数可以根据CPU个数，来加速编译系统。 
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make dtbs   //编译设备树文件
</syntaxhighlight>
*编译内核模块

<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules
</syntaxhighlight>

*安装内核模块到相应的nfs目录，以便后面挂载使用。
<syntaxhighlight lang="bash">
book@100ask:~/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=<nfs目录>  modules_install
</syntaxhighlight>

: 将编译成功的'''zImage'''文件和设备树'''100ask_imx6ul_qemu.dtb'''文件拷贝到相应的目录 以便启动使用。

==修改文件系统==
{{Redtext| 注意 文件系统使用我们提供的 rootfs.img   文件即可，如下是修改文件系统方法}}
<syntaxhighlight lang="bash">
$ dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=300
$ mkfs.ext4 rootfs.img   
$ mkdir ./tmp
$ sudo mount -o loop rootfs.img  ./tmp
</syntaxhighlight>
拷贝源码到挂载的tmp目录下，等待拷贝完成

执行 sync 同步更新，让后取消挂载，即可使用此文件系统镜像启动。

<syntaxhighlight lang="bash">
$ umount ./tmp
</syntaxhighlight>

=其它相关=
*参考资料
** <code>QEMU user manual</code>  https://qemu.weilnetz.de/doc/qemu-doc.html
** <code>QEMU</code>https://wiki.archlinux.org/index.php/QEMU
{{TalkGroup}}