“Qemu”的版本间的差异

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下载最新的qemu-system-arm可执行程序及配置文件
 
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: 我们开发QEMU,要做的事情主要有3部分:
 
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:: 比如添加一个LED,那么在QEMU中得有对应的源码,这些源码要监测LED对应的寄存器的值:当APP写寄存器时,这些源码要把那些值记录下来。
 
:: 比如添加一个LED,那么在QEMU中得有对应的源码,这些源码要监测LED对应的寄存器的值:当APP写寄存器时,这些源码要把那些值记录下来。
: {{redtext|2. 添加外设的GUI}}
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:: QEMU的界面很简陋,它默认只实现了LCD的GUI显示。你想点亮LED,在QEMU上是看不出效果的。
 
:: QEMU的界面很简陋,它默认只实现了LCD的GUI显示。你想点亮LED,在QEMU上是看不出效果的。
 
:: 所以我们需要给外设添加GUI界面。
 
:: 所以我们需要给外设添加GUI界面。
 
:: 比如上面举的LED例子,APP写寄存器时,除了把寄存器的值记录下来之后,我们还要在GUI界面显示一个LED,并且把它点亮或熄灭。
 
:: 比如上面举的LED例子,APP写寄存器时,除了把寄存器的值记录下来之后,我们还要在GUI界面显示一个LED,并且把它点亮或熄灭。
  
: {{redtext|3. 在虚拟开发板上开发测试程序}}
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:: 这个测试程序可以是裸机,也可以是Linux驱动+应用程序。
 
:: 这个测试程序可以是裸机,也可以是Linux驱动+应用程序。
 
:: 我们在QEMU模拟出来的板子上运行这些测试程序时,跟真实板子应该没有差别。
 
:: 我们在QEMU模拟出来的板子上运行这些测试程序时,跟真实板子应该没有差别。

2019年12月2日 (一) 15:51的最新版本

目录

Part A. QEMU使用手册

QEMU简介

QEMU的英文单词是:QuickEmulator,它是一个小巧的模拟器。还有很多模拟器,比如VMWare、Virtual Box等。
但是VMWare、VirtualBox只能模拟x86、AMD64/Intel64等PC系统;而QEMU可以模拟更多硬件:ARM、MIPS、PPC、x86、AMD64/Intel64。
QEMU用途广泛,比如Xen、Android模拟器等都是基于QEMU的。
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。
QEMU有两种模式:

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。
借助qemu,可以在PC机上运行ARM程序。比如:
    $ 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!
在PC上使用qemu运行单个ARM程序时,这就是使用QEMU的用户模式。
它会把ARM指令翻译为PC的指令去运行。
注意,你可能无法做上述实验,因为:
a) 你没有安装ARM交叉编译工具链
b) 你没有安装QEMU
你根据下章《QEMU快速使用》安装QEMU后,就可以进行上述实验了。

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: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。
这时候需要使用QEMU的系统模式。
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。

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。
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。

100ask-qemu特点

1.模拟网卡
2.模拟LCD显示功能
3.模拟led灯、按键
4.模拟at24cxx i2c存储芯片,直接可以通过用户态操作看到效果
5.增加逻辑分析仪显示功能
6.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

QEMU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。
新版本QEMU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。
所以,请参考本文安装我们定制的QEMU。

准备工作

Windows电脑和VMWare虚拟机

必须的:
①一台可以上网的windows电脑
②一个VMWare虚拟机,里面运行Ubuntu,也要能上网
VMWare虚拟机软件和Ubuntu映象可以从网盘中下载,打开以下链接:
百度网盘下载地址
找到“韦东山升级版全系列视频开发板BSP包”,打开对应的网盘链接后,可以看到一个目录“100ask_imx6ull-qemu”,进入“01_Tools”子目录 :

100ask imx6ull qemu 081.png

确保Ubuntu可以上网,可以跟Windows联通

注意:很多人碰到VMWare中Ubuntu联网问题问题,可以参考此链接:
VMWare和Ubuntu网络设置

安装KVM

可选的(注意,如果想要有更快的效果,在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-get update
    $ sudo apt-get install qemu qemu-kvm libvirt-bin bridge-utils virt-manager

获取镜像

下载和解压

我们只提供ubuntu 16.04和ubuntu 18.04系统的QEMU镜象文件。

点击如下链接下载
ubuntu-18.04开发环境下qemu imx6ul系统镜像下载页面
ubuntu-16.04开发环境下qemu imx6ul系统镜像下载页面

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。
① ubuntu-16.04解压操作步骤:
        $tar -xvf weidongshan-ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system-release.tgz
然后进入ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system目录执行后文介绍的命令。
②ubuntu-18.04解压操作步骤
    $tar -xvf weidongshan-ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system-release.tgz
然后进入ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system目录执行后文介绍的命令。

镜像目录结构

目录结构及说明如下,在后续的开发过程中,我们有可能更换红框中的文件:

100ask imx6ull qemu 082.png

运行QEMU系统

假设你已经按照上文下载、解压好了QEMU镜像文件,你需要进入QEMU的目录,执行下列命令。

首次运行需要安装SDL环境

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

运行带GUI的imx6ul模拟器

①模拟百问网imx6ull-qemu开发板
    $./qemu-imx6ull-gui.sh // 启动后,登录名是root,无需密码
②模拟野火imx6ull-pro开发板
    $./qemu-imx6ull-gui.sh fire // 启动后,登录名是root,无需密码
③模拟正点原子imx6ull-alpha开发板
    $./qemu-imx6ull-gui.sh atk // 启动后,登录名是root,无需密码

运行不带GUI的imx6ul模拟器

    $./qemu-imx6ull-nogui.sh // 启动后,登录名是root,无需密码

参数讲解

可以打开脚本文件qemu-imx6ull-gui.sh,它就是运行qemu-system-arm程序。其中用到了很多参数:
    -M mcimx6ul-evk 指定需要模拟的单板型号。
    -m 512M 指定板子的内存大小。
    -kernel zImage 指定使用的内核镜像文件。
    -dtb 100ask_imx6ull_qemu.dtb 指定使用的设备树文件。
    -display sdl 指定使用那种图形显示输出。
    -serial mon:stdio 指定串口信息输出。
    -drive file=rootfs.img,format=raw,id=mysdcard名为mysdcard的drive,源为rootfs.img
    -device sd-card,drive=mysdcard 添加一个sd-card设备,内容来自名为mysdcard的drive
    -append “console=ttymxc0,115200 rootfstype=ext4 root=/dev/mmcblk1 rw rootwaitinit=/sbin/init loglevel=8” 指定内核的命令行参数
    -nic user 指定网卡为user mode
有了内核zImage、设备树、文件系统(rootfs.img),这就是一个完整的Linux系统。
注意:QEMU中没有实现bootloader,以后我们会完全模拟SD卡,在SD卡上面放置u-boot、内核、设备树、文件系统。

QEMU操作示例

先执行以下命令启动QEMU,它模拟百问网imx6ull-qemu开发板:
    $./qemu-imx6ull-gui.sh // 启动后,登录名是root,无需密码
它会弹出一个开发板的界面,并且运行该开发板的Linux系统,你可以在终端中操作该开发板:
100ask imx6ull qemu 001.png
注意:当你的鼠标点击QEMU的GUI界面时,鼠标将无法移出这个GUI界面。这时可以通过快捷键“Ctrl+Alt+g”把鼠标从GUI界面中退出来。

操作设备管理器

我们的计划是模拟更多的外设,为形象地操作这些外设,每个外设都会有一个GUI界面。可能会有多达几十、上百个外设,如果一下子显示那么多GUI界面,会很乱。
所以我们实现了一个“设备管理”,如下所示。可以点击它上面的某个按钮,显示或隐藏某个外设的GUI界面。
100ask imx6ull qemu 002.png

操作LCD

我们模拟的IMX6ULL板子,它的Linux系统中已经带有LCD的测试命令,可以执行以下命令测试:
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# fb-test
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# myfb-test /dev/fb0
效果如下:
100ask imx6ull qemu 003.png

操作LED

我们模拟的IMX6ULL板子,它的Linux系统中已经带有LED驱动和测试命令,可以执行以下命令测试:
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# cd led_driver_qemu/
    [root\@qemu_imx6ul:\~/led_driver_qemu]\# insmod 100ask_led.ko
    [root\@qemu_imx6ul:\~/led_driver_qemu]\# ./ledtest /dev/100ask_led0 off
    [root\@qemu_imx6ul:\~/led_driver_qemu]\# ./ledtest /dev/100ask_led0 on
效果如下:
100ask imx6ull qemu 004.png

使用按键来控制LED

我们模拟的IMX6ULL板子,它的Linux系统中已经带有LED驱动、按键驱动和测试命令。
首先在“QEMU 设备管理器”中打开按键的界面,然后执行以下命令测试:
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# cd led_driver_qemu/
    [root\@qemu_imx6ul:\~/led_driver_qemu]\# insmod 100ask_led.ko
    [root\@qemu_imx6ul:\~/led_driver_qemu]\# cd ../button_driver_qemu/
    [root\@qemu_imx6ul:\~/button_driver_qemu]\# insmod button_drv.ko
    [root\@qemu_imx6ul:\~/button_driver_qemu]\# insmod board_100ask_qemu_imx6ull.ko
    [root\@qemu_imx6ul:\~/button_driver_qemu]\# ./button_led_test
效果如下图(只实现了左边的2个按键,右边的2个按键留待以后实现其他目的):
100ask imx6ull qemu 005.png

读写I2C EEPROM AT24C02

我们模拟的IMX6ULL板子,它已经实现了对I2C设备AT24C02的模拟。
首先在“QEMU 设备管理器”中打开at24c02的界面,然后执行以下命令测试:
    // 0x50是AT24C02的I2C设备地址
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# i2c_usr_test /dev/i2c-0 0x50 r 0      // 读地址0 data: , 0, 0x00
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# i2c_usr_test /dev/i2c-0 0x50 w 1 0x58 // 写地址1,写入0x58
效果如下图:
100ask imx6ull qemu 006.png

使用QEMU进行嵌入式Linux开发

完整的嵌入式Linux系统包含:bootloader、Linux内核、设备树、根文件系统。
QEMU可以略过bootloader而直接启动内核,这给开发带来了便利。
但是以后我们会修改QEMU,让它支持从SD卡上启动bootloader,让bootloader来启动内核。
在本章中,我们介绍如何编译并替换内核、编译并替换设备树,修改根文件系统。

获取源码

我们的源码都是存放在GIT中,所以需要确保你的Ubuntu可以上网。如果不能上网,请参考以下链接:
http://wiki.100ask.org/VMwareAndUbuntuNetworkSetupGuide

设置git邮箱账号和用户名

在Ubuntu中执行如下命令:
    book\@100ask:\~\$ git config --global user.email "you\@example.com"
    book\@100ask:\~\$ git config --global user.name "Your Name"
初次使用GIT时,需要配置邮箱帐号和用户名,可以随意指定。

下载源码

考虑到代码仓库过多,特使用repo工具管理代码。
先用git clone下载repo工具,再用repo工具下载源码:
    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
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。
如果一切正常,你在/home/book目录下创建了一个100ask_imx6ull-qemu目录,里有如下内容:
100ask imx6ull qemu 007.png

百问网imx6ull-qemu开发板资料下载

百问网imx6ull-qemu开发板,并不是真实的开发板,我们可以在它上面添加任意硬件,当然也会提供原理图。
这款虚拟开发板的资料可以从网盘中下载,打开以下链接:
http://wiki.100ask.org/Download_link_page
找到:找到“韦东山升级版全系列视频开发板BSP包”,打开对应的网盘链接后,可以看到一个目录“100ask_imx6ull-qemu”。

设置工具链

交叉编译工具链主要是用于在ubuntu主机上编译可以在其它平台上运行的系统,比如在PC上为ARM板子编译程序。
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。在Ubuntu系统下,修改如下:
    book\@100ask:\~\$ vi ~/.bashrc
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

如果你有很多单板,为了不冲突,你不能使用“永久生效”的办法。比如你有32位的ARM板,也有64位的ARM板,在使用前者时需要设置ARCH=arm,在使用后者时需要设置ARCH=arm64。
这种情况下,可以使用“export”命令设置环境变量,这种设置方法只对当前终端有效:
    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-

手动指定

执行make命令时,可以手工指定ARCH架构、CROSS_COMPILE等变量:
    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-
不过这种方法效率太低,不建议使用。

编译内核及设备树

前面我们下载了源码,设置好工具链后,即可编译:
    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_imx6ull_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
编译成功后,可以得到如下文件:
    arch/arm/boot/zImage // 内核
    arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull_qemu.dtb // 设备树
如果你修改过内核,或是修改过设备树文件,那么可以用上面2个文件去替换QEMU中的zImage和100ask_imx6ull_qemu.dtb。
QEMU中的zImage和100ask_imx6ull_qemu.dtb在哪?你安装我们提供的QEMU时,可以得到这样的脚本:qemu-imx6ull-gui.sh。打开它就可以知道这2个文件在哪里了。
一般位于imx6ull-system-image目录下:
100ask imx6ull qemu 008.png

修改文件系统

安装好我们提供的QEMU后,你可以得到一个imx6ull-system-image目录,里面有名为rootfs.img的文件,它就是根文件系统:
100ask imx6ull qemu 008.png
你可以在Ubuntu下直接修改rootfs.img,不过要先挂载,执行以下命令:
100ask imx6ull qemu 009.png
主要命令就是:
    sudo mount -o loop rootfs.img /mnt
你就可以在/mnt目录下对其中的文件进行操作了,也可以把Ubuntu中的文件复制进去。
注意:修改完毕后,要执行以下命令:
    sudo umount /mnt

启动模拟器后使用NFS

安装好我们提供的QEMU后,可以执行如下命令启动开发板:
    $./qemu-imx6ull-gui.sh // 启动后,登录名是root,无需密码
等待进入系统后,就可以使用网络命令挂载Ubuntu的NFS目录了。

在Ubuntu上安装、配置NFS服务

如果你使用的是我们提供的Ubuntu,那么已经安装好了NFS服务。
如果你的Ubuntu未安装NFS服务,那么在确保Ubuntu可以上网的前提下,执行以下命令:
    sudo apt-get install nfs-kernel-server
然后,还得修改/etc/exports,添加类似以下的内容,下面的例子里允许开发板通过NFS访问Ubuntu的/home/book、/work两个目录:
    /home/book  *(rw,nohide,insecure,no_subtree_check,async,no_root_squash)
    /work  *(rw,nohide,insecure,no_subtree_check,async,no_root_squash)
最后,重启NFS服务,在Ubuntu上执行以下命令:
    sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
可以在Ubuntu上通过NFS挂载自己,验证一下NFS可用:
    sudo mount -t nfs -o nolock,vers=3 127.0.0.1:/home/book /mnt
    ls /mnt

开发板获取IP地址

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:
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# 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:
    [root\@qemu_imx6ul:\~]\# mount -t nfs -o nolock,vers=3 10.0.2.2:/home/book/nfs_rootfs /mnt
如果一切正常,在开发板上就可以通过/mnt目录访问Ubuntu的/home/book/nfs_rootfs目录了。

更新QEMU

我们使用QEMU来模拟IMX6ULL开发板,目的是学习嵌入式Linux系统。随着我们课程的陆续发布,我们也会给QEMU添加更多的功能。比如后面要讲到触摸屏时,就会修改QEMU让它支持触摸屏。
所以你需要不断地更新QEMU,有3个方法。

下载最新的release包

从下面2个地址就可以下载到最新的release包,解压开后即可使用:
①ubuntu-18.04开发环境下qemu imx6ul系统镜像下载地址:
http://wiki.100ask.org/Download_ubuntu-18.04_imx6ul_qemu
②ubuntu-16.04开发环境下qemu imx6ul系统镜像下载地址:
http://wiki.100ask.org/Download_ubuntu-16.04_imx6ul_qemu


注意:如果你之前对内核、设备树或是文件系统进行过修改,想继续使用这些修改过的文件的话,需要用它们来覆盖release包中解压出来的对应文件。

下载最新的qemu-system-arm可执行程序及配置文件

如果你不想下载整个release包,可以只替换其中的某些文件。
可以打开下面的某个网址(根据你的ubuntu版本号选择):
https://dev.tencent.com/u/weidongshan/p/ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system/git
https://dev.tencent.com/u/weidongshan/p/ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system/git
以ubuntu 18.04为例,进入下图所示的bin、etc目录:
100ask imx6ull qemu 010.png
对于bin目录,只需要下载其中的qemu-sysmte-arm;对于etc目录,里面所有的bmp文件都要下载。
你之前在Ubuntu中曾经安装过我们提供的QEMU,你用下载的文件覆盖QEMU中的对应文件即可。

下载最新的qemu源码并编译

请参考后续章节,这属于对QEMU的开发了。对于嵌入式Linux初学者,没必要研究QEMU,使用我们提供的可执行程序即可。

Part B. QEMU开发手册

重要的事情说三遍:
对于嵌入式Linux初学者,对于QEMU无感者,对于急于找工作的人,
不需要深入研究QEMU,不需要看本开发手册,看前面的使用手册就可以了,会用就行。
不需要深入研究QEMU,不需要看本开发手册,看前面的使用手册就可以了,会用就行。
不需要深入研究QEMU,不需要看本开发手册,看前面的使用手册就可以了,会用就行。
我们使用QEMU来模拟IMX6ULL开发板,就像去制作一个开发板一样。作为初学者,你并不需要去设计开发板,会用开发板就可以了。
如果你想深入研究QEMU,想承接我们发布的QEMU外包项目,那么请阅读本手册。

QEMU框架简单,功能却很强大。

理解了它的框架之后,添加新的外设并不困难。当然这需要你对外设的原理有清楚的认识。
我们开发QEMU,要做的事情主要有3部分:
1. 添加外设
比如添加一个LED,那么在QEMU中得有对应的源码,这些源码要监测LED对应的寄存器的值:当APP写寄存器时,这些源码要把那些值记录下来。
2. 添加外设的GUI
QEMU的界面很简陋,它默认只实现了LCD的GUI显示。你想点亮LED,在QEMU上是看不出效果的。
所以我们需要给外设添加GUI界面。
比如上面举的LED例子,APP写寄存器时,除了把寄存器的值记录下来之后,我们还要在GUI界面显示一个LED,并且把它点亮或熄灭。
3. 在虚拟开发板上开发测试程序
这个测试程序可以是裸机,也可以是Linux驱动+应用程序。
我们在QEMU模拟出来的板子上运行这些测试程序时,跟真实板子应该没有差别。
上述列的第1、2部分,需要对QEMU有所了解,请看本文的“开发手册”。
上述列的第3部分,跟QEMU无关,跟在真实板子上写的程序是一样的。

QEMU下载与编译

源码下载

官方的QEMU对IMX6ULL的支持还太弱,没有更形象化的GUI,也没有更多的外设。我们对它进行了大量的改进。
修改后的源码位于这2个GIT中:
https://github.com/100askTeam/qemu.git
https://gitee.com/weidongshan/qemu.git
在Ubuntu下,执行如下命令即可下载:
    $ git clone https://gitee.com/weidongshan/qemu.git
    $ git clone https://github.com/100askTeam/qemu.git
我们会不断更新QEMU,你下载过QEMU之后,可以进入qemu目录执行下述命令更新代码:
    $ git pull origin

配置、编译、安装

进入qemu目录,执行如下配置命令:
./configure --prefix=$PWD/ --target-list="arm-softmmu arm-linux-user" --enable-debug --enable-sdl --enable-kvm --enable-tools --disable-curl
编译、安装命令如下:
$ make
$ make install
如果一切正常,会在qemu源码目录下生成bin子目录,里面存放有各种可执行程序。
配置、编译过程中有可能出错,一般就是缺少库文件。
如果你的ubuntu能上网,那么使用apt-get命令即可安装这些库。
错误示例,提示信息如下:
    ERROR: pixman >= 0.21.8 not present.
    Please install the pixman devel package.
解决方法:
①确定库的名称:
执行如下命令:
$ apt-cache search pixman
            libpixman-1-0 - pixel-manipulation library for X and cairo
            libpixman-1-dev - pixel-manipulation library for X and cairo (development files)
根据输出信息,需要安装开发包(dev表示开发包): libpixman-1-dev。
② 安装开发包:
$ sudo apt-get install libpixman-1-dev
可能你的ubuntu中已经安装了某些开发包,下面列出一些必须的包:
$ sudo apt-get install pkg-config
$ sudo apt-get install libsdl2-dev
$ sudo apt-get install libpixman-1-dev
每次出错后,根据提示信息安装开发包,然后重新配置、编译、安装。
如果一切正常,在当前目录下会生成bin子目录, 里面有生成的QEMU程序:
            qemu-system-arm

使用新的qemu-system-arm

将上面编译出来的bin/qemu-system-arm 可执行文件复制到如下目录:
    ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system/qemu/bin
    ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system/qemu/bin
我们也可能添加了更多的GUI显示,这些GUI所用图片位于源码目录的etc子目录下,这些图片也需要复制到如下目录去:
    ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system/qemu/etc
    ubuntu-16.04_imx6ul_qemu_system/qemu/etc
然后就可以执行 qemu-imx6ull-gui.sh 或
    
    qemu-imx6ull-nogui.sh来使用您编译出来的QEMU了。

QEMU源码目录

我们只罗列出涉及的少许文件,一般来说一个.c文件会有一个.h文件,它们的目录类似。
比如hw/gpio/imx_gpio.c对应的头文件为include/hw/gpio/imx_gpio.h
100ask imx6ull qemu 012.png

QEMU的设备创建过程

重要结构体TypeInfo

一个板子上有很多硬件:IMX6ULL、LED、按键、LCD、触摸屏、网卡等等。
IMX6ULL这类芯片被称为SoC(System onChip),它里面也有很多部件,比如CPU、GPIO、SD控制器、中断控制器等等。
这些硬件,或是部件,各有不同。怎么描述它们?
每一个都使用一个TypeInfo结构体来描述。
比如对于CPU,有这样的结构体(hw/cpu/a15mpcore.c):
100ask imx6ull qemu 013.png
对于LCD,有这样的结构体(hw/display/100ask_qemu_fb.c):
100ask imx6ull qemu 014.png
对于GPIO,也有这样的结构体(hw/gpio/imx_gpio.c):
100ask imx6ull qemu 015.png
由此可见,在QEMU中,每一个硬件都由一个TypeInfo来描述。这些结构体都会被注册进程序里,在一个链表中保存着,备用。**注意**,是备用,它们并不一定会用到。
怎么注册这些TypeInfo结构体呢?不需要我们去调用注册函数,以GPIO为例,在hw/gpio/imx_gpio.c中有如下代码:
100ask imx6ull qemu 016.png
关键点在于type_init,这个宏在include/qemu/module.h中定义:
100ask imx6ull qemu 017.png
对于属性为“constructor”函数,它在main函数之前被调用。
对于上述的type_init(imx_gpio_register_types),它的宏展开如下:
    static void __attribute__((constructor)) do_qemu_init_imx_gpio_register_types (void)

    {

        register_module_init(imx_gpio_register_types, MODULE_INIT_QOM);

    }
这就得到了一个属性为“constructor”的函数do_qemu_init_imx_gpio_register_types,这个函数将在main函数之前被调用,它调用了register_module_init。
register_module_init中构造了一个ModuleEntry结构体,并把它添加进某个链表里,这个链表是init_type_list[MODULE_INIT_QOM]:
100ask imx6ull qemu 018.png
这样就得到了一个链表:
100ask imx6ull qemu 019.png

生成TypeImpl

从名字上讲,TypeImpl就是TypeInfo的实现,就是使用TypeInfo的信息构造一个TypeImpl结构体。
在init_type_list[MODULE_INIT_QOM]链表中,有一系列的ModuleEntry结构体,每个ModuleEntry结构体中有一个init函数,它指向某个xxx_register_types,比如:
    a15mp_register_types
    ask100fb_register_types
这些ModuleEntry结构体中的init函数何时被调用?
    /* vl.c */
    /* main */
    module_call_init(MODULE_INIT_QOM);
        QTAILQ_FOREACH(e, l, node) {
            e->init();
    }
这些xxx_register_types执行后,又得到了什么?
①分配一个TypeImpl结构体,使用TypeInfo来设置它:
100ask imx6ull qemu 020.png
②把TypeImpl放入链表:type_table
于是,在程序中就有了这样的链表:
100ask imx6ull qemu 021.png

使用TypeImpl:实例化

在程序的type_table链表中,有很多TypeImpl结构体,比如CPU、GPIO、LED、LCD对应的TypeImpl结构体。
但是这并不表示QEMU模拟的板子上有这些硬件,必竟它们只是“TypeImpl”,表示“类型”,需要在“实例化”之后,才表示板子上有了这些硬件。
以CPU为例,代码为hw/cpu/a15mpcore.c,里面声明了一个A15MPPrivState结构体,还定义了一个TypeInfo结构体:
100ask imx6ull qemu 022.png
A15MPPrivState和TypeInfo、TypeImpl之间有什么关系?
TypeImpl的信息基本来自TypeInfo,
所以问题转为:A15MPPrivState和TypeInfo之间有什么关系?
A15MPPrivState用来表示一个CPU,你要在板子上添加一个CPU,必须分配、设置一个A15MPPrivState结构体。
板子上的主芯片可能是单核CPU的,也可能是多核CPU的。
假设有2个CPU,那么应该有对应的2个A15MPPrivState结构体。这2个CPU是类似的,同属于某类:用TypeImpl来描述。
所以,可以得到下面的图:
100ask imx6ull qemu 023.png
谁来分配、设置A15MPPrivState结构体?
①分配:
猜测是根据TypeInfo中的instrance_size来malloc出A15MPPrivState结构体。
②设置:
猜测是调用TypeInfo中的instrance_init函数来设置刚malloc出A15MPPrivState结构体。
谁来malloc、谁来调用TypeInfo中的instrance_init函数?
有2种方法:
①qdev_create/qdev_init_nofail
②sysbus_init_child_obj/object_property_set_bool

实例化方法1:qdev_create/qdev_init_nofail

这2个函数是成对出现的,以hw/display/100ask_qemu_fb.c为例:
100ask imx6ull qemu 024.png
这2个函数的作用如下图所示:
100ask imx6ull qemu 025.png

qdev_create分析

①第2个参数是name,会被用来找到对应的TypeInfo结构体
②分配instance_size大小的内存,即分配ASK100FbState结构体,这用来表示LCD
③调用TypeInfo结构体中的class_init函数
class_init,顾名思义,这个设备属于什么类别?先初始化一下它的类别。
这些class_init函数都很类似,都是设置dc->realize函数,比如:
100ask imx6ull qemu 026.png
④ 调用TypeInfo结构体中的instance_init函数

qdev_init_nofail分析

qdev_init_nofail做的事情很简单:
100ask imx6ull qemu 027.png
只是把设备的realized属性设置为true,表示可以对它进行realize(变为现实)了。这会导致dc->realize函数被调用,即设备的类里的realize函数被调用。

总结:怎么创建设备

怎么定义一个设备?如下图:
100ask imx6ull qemu 028.png
①先定义一个TypeInfo结构体
里面有name,表示它的类型名。
有class_init,这是“类别的初始化函数”,该类下可能有多个设备。class_init函数中通常给该类设置一个realize函数。
有instance_size,每一个设备都用一个结构体来表示,比如LCD用ASK100FbState来描述。Instance_size表示这个结构体的大小。
有instance_init,这是“实例的初始化函数”,它会被用来初始化设备结构体,比如初始化ASK100FbState结构体。
②注册这个TypeInfo结构体:
定义一个ask100fb_register_types函数,里面会注册TypeInfo结构体。
③使用type_init,把ask100fb_register_types函数放入链表中
④调用qdev_create创建设备,这会传入type name
⑤调用qdev_init_nofail设置设备的状态为realized,这会导致类别的realize函数被调用。
简单地说,一个设备被创建时,这些函数被依次调用:
①TypeInfo中的class_init:它会设置dc->realize = 某个函数
②TypeInfo中instance_size大小的对象被malloc
③TypeInfo中的instance_init函数被调用,它被用来初始化步骤②中malloc出来的结构体
④dc->realize被调用

实例化方法2:object_initialize_child/object_property_set_bool

参考hw/arm/fsl-imx6ul.c,里面大量的成对代码,比如:
100ask imx6ull qemu 029.png
上述函数的内部调用过程,跟qdev_create/qdev_init_nofail是类似的:
100ask imx6ull qemu 030.png

object_initialize_child分析

该函数的第5个参数是type,表示type name,它会被用来找到对应的TypeImpl。
找到后,会分配instance_size大小的结构体;
然后调用TypeImpl中的class_init函数,这一般是设置dc->realize。
最后调用TypeImpl中的instance_init函数。

object_property_set_bool分析

比如:
100ask imx6ull qemu 031.png
只是把设备的realized属性设置为true,表示可以对它进行realize(变为现实)了。这会导致dc->realize函数被调用,即设备的类里的realize函数被调用。

总结:怎么创建设备

怎么定义一个设备?如下图所示:
100ask imx6ull qemu 032.png
①先定义一个TypeInfo结构体
里面有name,表示它的类型名。
有class_init,这是“类别的初始化函数”,该类下可能有多个设备。class_init函数中通常给该类设置一个realize函数。
有instance_size,每一个设备都用一个结构体来表示,比如CPU用A15MPPrivState来描述。Instance_size表示这个结构体的大小。
有instance_init,这是“实例的初始化函数”,它会被用来初始化设备结构体,比如初始化A15MPPrivState结构体。
②注册这个TypeInfo结构体:
定义一个a15mp_register_types函数,里面会注册TypeInfo结构体。
③使用type_init,把a15mp_register_types函数放入链表中
④调用object_initialize_child创建设备,这会传入type name
⑤调用object_property_set_bool设置设备的状态为realized,这会导致类别的realize函数被调用。

怎么创建设备

其实在2.4.3、2.5.3已经整理出来了,在这里只是再次总结一下。

设置TypeInfo结构体

比如LCD:
100ask imx6ull qemu 033.png
要注意到,里面有一个ASK100FbState结构体,这个结构体由我们自己设置。但是它的格式有一定要求:
100ask imx6ull qemu 034.png

注册TypeInfo结构体

比如:
100ask imx6ull qemu 035.png

使用TypeInfo创建设备/设置设备的realized属性为true

这有2种方法,前面介绍过:
        qdev_create/qdev_init_nofail
        object_initialize_child/object_property_set_bool

QEMU的设备模拟

QEMU模拟外设的原理

QEMU主要是实现了CPU核的模拟,可以读写某个地址。
QEMU的模拟外设的原理很简单:硬件即内存。
要在QEMU上模拟某个外设,思路就是:
①CPU读某个地址时,QEMU模拟外设的行为,把数据返回给CPU
②CPU写某个地址时,QEMU获得数据,用来模拟外设的行为。
即:要模拟外设备,我们只需要针对外设的地址提供对应的读写函数即可。
以GPIO为例:
100ask imx6ull qemu 036.png
以LCD控制器为例,它主要有2大功能:
①写LCD控制器,根据外接的LCD设置参数,比如分辨率、BPP、各种时序
②从FrameBuffer中不断获得数据发给LCD,在LCD上显示出来。
站在Linux LCD驱动的角度,上述2大功能可以分为:
①写LCD控制器的相关寄存器
②分配FrameBuffer,写FrameBuffer
QEMU中要模拟LCD控制器,需要:
①记录驱动程序写寄存器的值,解析出分辨率等信息
②记录FrameBuffer的地址,并持续不断地从中得到图像数据并显示出来
框图如下:
100ask imx6ull qemu 037.png
简单地说,
① 设置LCD控制器时:
在QEMU中可以给LCD控制器的访问地址A1~A2提供读写回调函数,比如:
            qemu_a1a2_read
            qemu_a1a2_write
当LinuxLCD驱动程序写LCD控制器的寄存器时,就会导致qemu中的qemu_a1a2_write函数被调用,在函数中分析、记录这些值,得到分辨率等信息。
②写FrameBuffer时:
在QEMU中针对FrameBuffer提供一个刷新函数。
当LCD驱动写FrameBuffer时,QEMU会使用这些数据更新GUI窗口的图像。

给某段地址提供读写函数

怎么描述某段地址:基地址、大小;还得给这段地址提供读写函数。
这段地址设置好后,需要添加进system_memory去。
有2种方法。

memory_region_init_io/memory_region_add_subregion

比如:
100ask imx6ull qemu 038.png
上图中memory_region_init_io被用来初始化一块内存s->iomem,指定了它的读写函数、大小。
然后给s->iomem指定了基地址,并添加进system_memory中。
以后,客户机上的程序读写这块地址时,就会导致对应的读写函数被调用。

memory_region_init_io/sysbus_init_mmio/sysbus_mmio_map

以hw/net/smc91c111.c为例:
100ask imx6ull qemu 039.png

模拟LED

主要函数

客户机上的程序要操作LED时,会先设置GPIO为output,然后把值写入某个数据寄存器。
所以我们只需要针对数据寄存器提供对应的write函数即可
QEMU中已经实现IMX6ULL的GPIO模拟,代码在hw\gpio\imx_gpio.c中。
对应的write函数如下:
100ask imx6ull qemu 040.png

添加一段内存

客户机的程序要设置GPIO5_IO03为输出引脚时,需要访问这个寄存器:
    IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3
它的基地址是0x2290014,QEMU中并没有添加这个地址,客户机访问它时就会发生硬件错误。
所以在hw/arm/fsl-imx6ul.c中使用如下代码添加了这块空间:
100ask imx6ull qemu 041.png

模拟LCD

我们添加的文件是:hw/display/100ask_qemu_fb.c,新加一个文件时要把它编进QEMU中,需要修改同目录的Makefile.objs,比如修改hw/display/Makefile.objs,添加一行:
    common-obj-\$(CONFIG_FSL_IMX6UL) += 100ask_qemu_fb.o

在Linux上编写LCD驱动程序

既然操作的不是真实的LCD控制器,那么LCD驱动程序可以极大精简。
①对于LCD控制器,只需要操作4个寄存器:
分别用来保存:framebuffer的物理地址、宽度、高度、BPP。
你需要记住这些寄存器的物理地址(可以自己指定地址是什么)。
②对于FrameBuffer:
驱动程序分配得到FrameBuffer后,要把它的物理地址写到上述第1个寄存器里。
部分代码如下,其他的时钟使能、GPIO设置等等都不再需要:
100ask imx6ull qemu 042.png

在QEMU中创建LCD控制器的设备

100ask imx6ull qemu 043.png

重要函数分析

给LCD控制器的寄存器提供回调函数

100ask imx6ull qemu 044.png
100ask imx6ull qemu 045.png
给FrameBuffer提供更新函数
100ask imx6ull qemu 046.png
更新函数
100ask imx6ull qemu 047.png

QEMU的输出:GUI系统

QEMU的GUI系统,支持SDL、GTK等。SDL使用比较简单,我们就使用SDL来显示GUI。
SDL的显示原理跟LCD
FrameBuffer是一样的,可以认为每一个SDL窗口都有一个显存。你可以在显存中修改每一个象素的颜色。
本文以hw/display/100ask_qemu_fb.c为例进行讲解。

创建GUI Console

创建GUI Console的函数有2个:graphic_console_init、graphic_console_init_hidden。
后者是我们添加的,它创建的GUI Console默认是隐藏的,要显示的话需要在“Device Manager”中点击对应的按钮。
LCD代码如下,主要是graphic_console_init函数:
100ask imx6ull qemu 048.png
调用graphic_console_init时,要传入一个GraphicHwOps结构体,如下:
100ask imx6ull qemu 049.png

GUI更新函数

ask100fb_update函数被GUI系统周期性地调用:
100ask imx6ull qemu 050.png
效果如下:
100ask imx6ull qemu 051.png

GUI函数详解

解析BMP文件得到RGB数据

100ask imx6ull qemu 052.png

显示RGB数据

100ask imx6ull qemu 053.png

显示LCD数据

100ask imx6ull qemu 054.png

QEMU的输入:鼠标事件

点击buttons界面时,对应的按钮会被按下或松开:
100ask imx6ull qemu 055.png
这是怎么实现的?
我们需要给这个GUI界面添加鼠标处理函数,代码在ui/button_ui.c中。这是新加的文件,要把它编进QEMU中需要修改同目录下的Makefile.objs,比如修改ui/Makefile.objs,添加一行:
    common-obj-$(CONFIG_FSL_IMX6UL) += button_ui.o

分配、设置、注册QemuInputHandler

100ask imx6ull qemu 056.png

QemuInputHandler处理函数分析

100ask imx6ull qemu 057.png

输入事件处理流程

输入事件的处理源头是sdl2_2d_refresh函数:
100ask imx6ull qemu 058.png
sdl2_2d_refresh
    sdl2_poll_events(scon);
        SDL_PollEvent(ev)
            handle_keydown(ev);
            handle_keyup(ev);
            handle_textinput(ev);
            handle_mousemotion(ev);
            handle_mousebutton(ev); // SDL_MOUSEBUTTONDOWN,UP
                sdl_send_mouse_event(scon, 0, 0, bev->x, bev->y, buttonstate);

QEMU捕获的输入事件,可以作为ABS也可以作为REL事件上传

作为哪类事件上传,取决于qemu_input_is_absolute()的返回值:
100ask imx6ull qemu 059.png
qemu_input_is_absolute函数只会判断第1个GUI Console中的QemuInputHandler。我们的第1个GUI Console是“Device Manager”,它的代码是hw/display/device_manager.c。
对应的QemuInputHandler的mask必须设置为INPUT_EVENT_MASK_ABS:
100ask imx6ull qemu 060.png

使用中断

在QEMU中模拟一个外设时,这个外设要使用中断的话,并不复杂。
先看看硬件框架:
100ask imx6ull qemu 061.png

外设发出哪一个中断?

GIC从多个中断源获得中断信号,它会发信号给CPU,这样CPU才会处理中断。
作为外设备,它要发出哪一个中断呢?
在include/hw/arm/fsl-imx6ul.h中列出了各个中断源,如下:
100ask imx6ull qemu 062.png
你需要查看这些中断源,确定你的外设要发出哪一个中断。
你的外设,要跟中断控制器建立联系,即确定使用哪一个中断。

调用sysbus_init_irq初始化qemu_irq

在QEMU中,用qemu_irq结构体来描述中断,需要初始化qemu_irq结构体。
以GPIO为例,代码在hw/gpio/imx_gpio.c中:
100ask imx6ull qemu 063.png
sysbus_init_irq函数很有意思:
①它会给设备dev添加一个属性prop,prop的名字是“sysbus-irq[0]”或“sysbus-irq[1]”
②会给这个prop添加一个link,link到&s->irq[0]或&s->irq[1]

调用sysbus_connect_irq连接中断

在hw/arm/fsl-imx6ul.c中,给GPIO模块和GIC建立联系:
100ask imx6ull qemu 064.png
sysbus_connect_irq也很神奇,它是通过名字“sysbus-irq[0]”或“sysbus-irq[1]”找到设备的属性。
然后根据属性的link找到之前传入的&s->irq[0]或&s->irq[1],最后设置它。
设置为什么呢?下面的函数会返回一个qemu_irq,第2个参数用来指定是哪一个中断:
    qdev_get_gpio_in(DEVICE(&s->a7mpcore), FSL_IMX6UL_I2Cn_IRQ[i])

中断触发

发出中断:
    qemu_set_irq(irq, 1);
清除中断:
    qemu_set_irq(irq, 0);
上面的2个调用必须成双出现,如果多次发出中断而没有清除中断,那后面发出的中断是无效的。
这里说的成双出现,并不是说它们必须前后出现。流程是这样的:
①用户按下按键后,使用“qemu_set_irq(irq, 1)”发出中断
②客户机的程序处理完中断后,它会写ISR寄存器来清除中断:
对ISR寄存器的写操作会导致QEMU中对应的write函数被调用,在里面执行“qemu_set_irq(irq,

0)”。

对于hw/gpio/imx_gpio.c,发出中断的函数流程为:
    notify_imx_gpio_change
        imx_gpio_set(s, pin, level);
            imx_gpio_update_int(s);
                qemu_set_irq(s->irq[0], 1);
清除中断的流程为:
    imx_gpio_write
        case ISR_ADDR:
            s->isr &= ~value;
            imx_gpio_set_all_int_lines(s);
                qemu_set_irq(s->irq[0], 0);

模拟按键

我们模拟的按键涉及GUI、鼠标输入、中断,值得仔细研究。
GUI和鼠标的处理,都在这个文件里:ui/button_ui.c
当用户在GUI中点击某个按键时,它对应哪个引脚?
这由这个文件决定:hw/gpio/100ask_imx6ull_buttons.c
上述文件确定是哪一个引脚之后,要通知hw/gpio/imx_gpio.c来处理。

按键GUI

100ask imx6ull qemu 065.png

点击按键

100ask imx6ull qemu 057.png

更新按键图片的同时

100ask imx6ull qemu 066.png

单板的代码怎么处理按键

对应的代码在hw/gpio/100ask_imx6ull_buttons.c中:
100ask imx6ull qemu 067.png

IMX6ULL的代码怎么处理输入引脚

对应的代码在hw/gpio/imx_gpio.c中:
100ask imx6ull qemu 068.png

QEMU启动过程

各个模块的注册

各个模块都定义了一个TypeInfo结构体,比如LCD:
100ask imx6ull qemu 043.png
并且都使用type_init定义了一个属性为constructor的函数(include/qemu/module.h):
    #define type_init(function) module_init(function, MODULE_INIT_QOM)
    #define module_init(function, type)
    static void __attribute__((constructor)) do_qemu_init_ ## function(void)
    {
        register_dso_module_init(function, type);
    }
100ask imx6ull qemu 069.png
这些属性为constructor的函数会在main函数之前被调用,这样就得到了一个链表:
100ask imx6ull qemu 021.png

各个模块的初始化

main函数位于vl.c中,它有如下调用:
    /* main */
    module_call_init(MODULE_INIT_QOM);
    QTAILQ_FOREACH(e, l, node) {
        e->init();
    }
这些xxx_register_types执行后,又得到了什么?
①分配一个TypeImpl结构体,使用TypeInfo来设置它:
100ask imx6ull qemu 020.png
②把TypeImpl放入链表:type_table
于是,在程序中就有了这样的链表:
100ask imx6ull qemu 021.png
程序中有一系列的TypeImpl,但是并不表示会用到它们。要用某个TypeImpl,需要创建对应的设备。

选择machine

启动qemu时,会传入参数“-M mcimx6ul-evk”,对应的文件为:hw/arm/mcimx6ul-evk.c
100ask imx6ull qemu 070.png

选择CPU

100ask imx6ull qemu 071.png
CPU在中hw/arm/fsl-imx6ul.c定义:
100ask imx6ull qemu 072.png

CPU的初始化

hw/arm/mcimx6ul-evk.c mcimx6ul_evk_init:
100ask imx6ull qemu 073.png
这会导致hw/arm/fsl-imx6ul.c中fsl_imx6ul_init函数被调用:
100ask imx6ull qemu 074.png
在fsl_imx6ul_init函数中,会去创建名为a7mpcore的设备,它的类型是TYPE_A15MPCORE_PRIV:
100ask imx6ull qemu 075.png
100ask imx6ull qemu 076.png
100ask imx6ull qemu 077.png
a7mpcore设备对应的realize函数被调用时,里面会实例化GIC等。

在system memory中添加内存

分配system memory,代码为hw/arm/mcimx6ul-evk.c中的mcimx6ul_evk_init函数:
100ask imx6ull qemu 078.png
其中的ram_size来自QEMU运行时的参数“-m 512M”;内存基地址为0x80000000。
从这里可以知道,system memory中既含有可读可写的内存,也含有各种模块的寄存器。

调试

要调试,运行gdb程序之前,必须先进入源码目录

无论是使用gdb调试PC程序,还是使用arm-xxx-gdb调试ARM程序,运行这些gdb程序前,必须进入要调试的源码的目录。
然后再启动gdb或arm-xxx-gdb。

调试QEMU本身

先进入QEMU源码目录,执行如下命令。
这个命令中涉及qemu-system-arm、zImage、设备树、文件系统这4个文件的路径,你要改成你的路径。
    gdb  --args   /home/book/mywork/qemu/qemu_git/qemu/bin/qemu-system-arm -M \
    mcimx6ul-evk    -m 512M -kernel /home/book/nfs_rootfs/zImage \
    -dtb /home/book/nfs_rootfs/mynet.dtb  -serial stdio \
    -drive  file=/home/book/mywork/imx6ull_test_image/buildroot_rootfs.img,format=raw,id=mysdcard -device sd-card,drive=mysdcard \
    -append "console=ttymxc0,115200  console=tty1 rootfstype=ext4 root=/dev/mmcblk1  rw rootwait init=/sbin/init  loglevel=8"  \
    -nic user
关键点在于:gdb --args ,它后面就可以跟一连串的命令及参数了。
这种方法有一个缺点,就是客户机上的Linux系统启动后,你无法再在终端中输入gdb命令。可以使用下一种方法来调试。

调试之前就运行的QEMU

先进入QEMU源码目录。
①首先确定qemu-system-arm进程的PID
执行如下命令:
            ps -A \| grep qemu
假设得到PID为9527
②在QEMU源码目录下执行如下命令:
            sudo gdb -p 9527
注意:一定要加上sudo

调试客户机上的Linux内核

首先运行qemu-system-arm

执行QEMU的命令时,在最后加上参数“-s -S”。
-s是“-gdb tcp::1234”的缩写,表示QEMU将会在本机端口1234上开启gdbserver。
-S表示不启动CPU,当你使用arm-xxx-gdb连接上QEMU后,必须执行c命令才可以运行内核。
我用的命令如下所示。
这个命令中涉及qemu-system-arm、zImage、设备树、文件系统这4个文件的路径,你要改成你的路径。
    gdb  --args   /home/book/mywork/qemu/qemu_git/qemu/bin/qemu-system-arm -M \
    mcimx6ul-evk    -m 512M -kernel /home/book/nfs_rootfs/zImage \
    -dtb /home/book/nfs_rootfs/mynet.dtb  -serial stdio \
    -drive  file=/home/book/mywork/imx6ull_test_image/buildroot_rootfs.img,format=raw,id=mysdcard -device sd-card,drive=mysdcard \
    -append "console=ttymxc0,115200  console=tty1 rootfstype=ext4 root=/dev/mmcblk1  rw rootwait init=/sbin/init  loglevel=8"  \
    -nic user  -s  -S

进入内核源码目录,运行arm-xxx-gdb vmlinux

100ask imx6ull qemu 079.png