Centos7 搭建qemu模擬器模擬arm-vexpress-a9開發板

參考:

整理: 寒水司天 https://www.cnblogs.com/phldylj/p/8299326.html

發佈: 2018-01-16 23:06

原作: 用Qemu模擬vexpress-a9 by 摩斯電碼 https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/5023342.html
轉載說明:
參考以上資料，在CentOS7中搭建成功，感謝摩斯電碼等先行的分享。搭建的時候填了一些坑，希望對來者有所幫助，以下是搭建手記。

1、交叉編譯器的下載與安裝

1、下載地址：http://blog.csdn.net/dldw8816/article/details/46004167

linaro.org的編譯工具鏈 (https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/)
- linaro.org, arm-linux-gnueabi, 6.3.1-2017.05
- linaro.org, arm-eabi (bare-metal, 裸機), 6.3-2017.05
  - gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-eabi.tar.xz
ARM官方的編譯工具鏈
- arm.com, arm-eabi (AArch32 bare-metal target, 裸機), 8.2-2019.01
  - gcc-arm-8.2-2019.01-x86_64-arm-eabi.tar.xz
- AArch32 target with soft float (arm-linux-gnueabi)
  - gcc-arm-8.2-2019.01-x86_64-arm-linux-gnueabi.tar.xz
  - runtime-gcc-8.2-2019.01-x86_64-arm-linux-gnueabi.tar.xz

2、然後解壓縮

# tar jxvf arm-2014.05-29-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2
tar xvf gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz

3、添加環境變量，假定壓縮包所在目錄爲/home,解壓後目錄爲arm-linux-gnueabi-6。

vim /etc/profile
# 在最下面添加
export PATH＝$PATH:/home/arm-linux-gnueabi-6/bin
# 然後更新
source /etc/profile

4、測試是否安裝成功
```
arm-linux-gnueabi-gcc -v
```

2、qemu的安裝

參考:
- http://blog.csdn.net/oxford_d/article/details/51823473
官網: https://download.qemu.org/
- qemu-2.8.0.tar.xz — 2017-02-07 10:28 22M （OK）
- qemu-3.1.0.tar.xz — 2018-12-11 13:42 34M （OK）

步驟:

# 下載源代碼
wget https://download.qemu.org/qemu-3.1.0.tar.xz
tar xvf qemu-3.1.0.tar.xz
# 新建編譯目標路徑
mkdir build
# 編譯
cd qemu-3.1.0
./configure --target-list=arm-softmmu --audio-drv-list= --prefix=/root/qemu/build  # 配置qemu，支持模擬arm架構下的全部單板
# ./configure --prefix=/root/xxx/build
make -j8
make install

# 說明：
$./configure --enable-kvm --enable-debug --enable-vnc --enable-werror  --target-list=arm-softmmu --audio-drv-list=
# configure腳本用於生成Makefile，其選項可以用./configure --help查看。這裏使用到的選項含義如下：
# --enable-kvm：編譯KVM模塊，使QEMU可以利用KVM來訪問硬件提供的虛擬化服務。
# --enable-vnc：啓用VNC。
# --enalbe-werror：編譯時，將所有的警告當作錯誤處理。
# --target-list：選擇目標機器的架構。默認是將所有的架構都編譯，但爲了更快的完成編譯，指定需要的架構即可。

3、uboot安裝

參考: http://blog.csdn.net/aggresss/article/details/54945726

1)、源文件下載: http://ftp.denx.de/pub/u-boot/

wget http://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2018.09.tar.bz2

2)、解壓源文件

tar jvxf u-boot-2018.01.tar.bz2 -C xxxx  （xxx爲需要解壓的目錄）

3)、進入U-Boot 源文件目錄，然後執行：

# export CROSS_COMPILE=arm-none-eabi-
export ARCH=arm
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
# 要求bison等
yum install bison flex
# 編譯
make vexpress_ca9x4_defconfig
make
# 或執行如下2個步驟
# make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm vexpress_ca9x4_defconfig
# make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm

編譯完成後，如果目錄下生成 u-boot 文件，則說明編譯成功。

4)、在U-Boot源碼目錄下編寫腳本 run.sh
```
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -nographic -m 512M -kernel u-boot
```
然後 chmod +x run.sh 增加文件執行權限。
5)、最後執行./run.sh,可以看到啓動了bootloader,但是會提示沒有映像文件
```
smc911x: MAC 52:54:00:12:34:56
Wrong Image Format for bootm command
ERROR: can't get kernel image!
=> 
```
按 Ctrl+a,X 退出

4、編譯內核

參考博文: http://blog.csdn.net/aggresss/article/details/54946438
官方下載地址：https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/
清華大學鏡像: https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel
- linux-3.18.135.tar.xz — 78MB 2019-02-07 00:47 （非常快）

Git clone

git clone git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git

直接下載

wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/kernel/v3.x/linux-3.18.135.tar.xz

1)、從arch/arm/configs下找到需要編譯內核的配置文件vexpress_defconfig，複製到源碼根目錄下

2)、執行命令

# export CROSS_COMPILE=arm-none-eabi-
# export ARCH=arm
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm  vexpress_defconfig  # 生成vexpress開發板的config文件
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm  zImage
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm  modules
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm  dtbs

3)、編譯後生成在 arch/arm/boot 目錄下生成 zImage 文件，則說明編譯成功。
- 測試
```
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel zImage -nographic -append "console=ttyAMA0"
```
- 內核啓動參數中的console=參數應該填上哪個tty？
  - 參考：https://blog.csdn.net/qingtian12138/article/details/53609526
  - 解決: 因爲不同單板串口驅動類型不盡相同，創建的tty設備名當然也是不相同的。那vexpress單板的tty設備名是哪個呢？其實這個值可以從生成的.config文件CONFIG_CONSOLE宏找到。
4)、關於內核版本
- 參考: https://www.cnblogs.com/mfmdaoyou/p/6934098.html
- 說明: 發現主線上3.18版本號和後面版本號的代碼，使用這樣的搭建方法執行不起來。眼下未查明問題的根因。假設讀者想高速搭建成功。建議選用3.16版本號的內核進行搭建。

5)、筆者用5.4版本的arm-none-eabi-編譯3.1.16版本的內核時，報如下錯誤

include/linux/compiler-gcc.h:106:30: fatal error: linux/compiler-gcc6.h: No such file or directory
#include gcc_header(__GNUC__)

可在Linaro官網（https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/）上下載相應版本的交叉編譯工具解決這個問題。

參考: https://blog.csdn.net/baicaiaichibaicai/article/details/60330484

# 原因是因爲我使用的交叉編譯工具鏈版本太高(6.2.1版本)導致，先在內核代碼根目錄下搜索compiler-gcc*
./include/linux/compiler-gcc3.h 
./include/linux/compiler-gcc5.h 
./include/linux/compiler-gcc.h 
./include/linux/compiler-gcc4.h
# 支持的版本有3、4、5，在Linaro官網上下載5版本的交叉編譯工具鏈即可解決問題。

筆者用gcc-linaro-6.3.1版本的arm-linux-gnueabi編譯3.1.16時也報告上述問題，編譯3.18.135版本未有報告上述問題。

5、編譯busybox

1)、從https://busybox.net/downloads/下載busybox

2)、進入 Busybox 源文件目錄下執行 make menuconfig，如果報錯，則yum list ncurses，然後安裝列出來的東西

Busybox Setting -> Build options 
  -> Build Busybox as a static binary (no shared libs)    # 選中 靜態編譯。
  -> Cross Compiler prefix                                # 交叉編譯器配置（arm-linux-gnueabi-，可make命令帶入）
  -> Installation options -> BusyBox installation prefix  # 默認目標位置（若不指定，需手動移到rootfs；若已有rootfs，可指定rootfs位置<推薦，自動完成>）

注意：若不選中“Build Busybox as a static binary (no shared libs)”，起qemu運行時，將會報“kernel panic”錯誤！

3)、編譯

make distclean   # 清除原有配置
make menuconfig  # 配置命令選項
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- install   # 在_install 目錄下生成編譯文件: bin sbin linuxrc usr 等

4)、問題

用arm-none-eabi-編譯busybox時，報找不到curses.h錯誤

# make menuconfig
HOSTCC  scripts/basic/fixdep
HOSTCC  scripts/basic/split-include
HOSTCC  scripts/basic/docproc
HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
HOSTCC  scripts/kconfig/kxgettext.o
HOSTCC  scripts/kconfig/mconf.o
HOSTCC  scripts/kconfig/zconf.tab.o
HOSTLD  scripts/kconfig/mconf
HOSTCC  scripts/kconfig/lxdialog/checklist.o
  In file included from scripts/kconfig/lxdialog/checklist.c:24:0:
  scripts/kconfig/lxdialog/dialog.h:31:20: 致命錯誤：curses.h：沒有那個文件或目錄
  #include CURSES_LOC

解決:
- 方法: 編譯application時，不適合使用**arm-none-eabi-版本的編譯器，而應該使用arm-linux-gnueabi-**版本的編譯器
- 參考: ARM交叉編譯器GNUEABI、NONE-EABI、ARM-EABI、GNUEABIHF等的區別 (http://www.veryarm.com/296.html)

6、製作根文件系統

參考: 用Qemu模擬vexpress-a9 （一）— 搭建Linux kernel調試環境 (https://blog.csdn.net/qingtian12138/article/details/53609526)

1)、創建一個空白文件，32M

dd if=/dev/zero of=a9rootfs.ext3  bs=1M  count=32

2)、格式化
```
mkfs.ext3 a9rootfs.ext3
```
3)、創建根文件系統目錄
```
mkdir rootfs
```

4)、拷貝busybox下的文件

cp busybox/busybox-1.26.2/_install/* -r rootfs/

5)、拷貝交叉編譯器的lib

mkdir rootfs/lib/
cp -P /xxx/arm-linux-gnueabi/lib/* rootfs/lib/

6)、創建終端設備

mkdir rootfs/dev/
mknod rootfs/dev/tty1    c 4 1
mknod rootfs/dev/tty2    c 4 2
mknod rootfs/dev/tty3    c 4 3
mknod rootfs/dev/tty4    c 4 4
mknod rootfs/dev/console c 5 1
mknod rootfs/dev/null    c 1 3

7)、創建必要目錄

mkdir -p rootfs/proc/
mkdir -p rootfs/sys/
mkdir -p rootfs/tmp/
mkdir -p rootfs/root/
mkdir -p rootfs/var/
mkdir -p rootfs/mnt/

8)、創建臨時目錄並與空白文件映射，目的是將根文件系統拷貝進去

mkdir tmpfs
mount -t ext3  a9rootfs.ext3  tmpfs/ -o  loop 
cp -r rootfs/* tmpfs/
umount tmpfs

0)、以上步驟的腳本
建立一個目錄，將zImage,vexpress-v2p-ca9.dtb,_install目錄拷貝在一個目錄下

# 打開腳本文件
vim mkrootfs.sh
# 粘貼如下內容
rm -rf rootfs
rm -rf tmpfs
rm -f  a9rootfs.ext3

mkdir rootfs
cp ../busybox/busybox-1.26.2/_install/* rootfs/ -raf  # 與你的busybox的目錄有關
mkdir -p rootfs/proc/
mkdir -p rootfs/sys/
mkdir -p rootfs/tmp/
mkdir -p rootfs/root/
mkdir -p rootfs/var/
mkdir -p rootfs/mnt/

cp -arf ~/xxx/arm-linux-gnueabi-6/lib/lib rootfs/     # 與你的arm-linux-gnueabi-的目錄有關 
rm rootfs/lib/*.a
arm-linux-gnueabi-strip rootfs/lib/*

mkdir -p rootfs/dev/
mknod rootfs/dev/tty1    c 4  1
mknod rootfs/dev/tty2    c 4  2
mknod rootfs/dev/tty3    c 4 3
mknod rootfs/dev/tty4    c 4 4
mknod rootfs/dev/console c 5 1
mknod rootfs/dev/null    c 1 3

dd if=/dev/zero of=a9rootfs.ext3  bs=1M  count=32
mkfs.ext3 a9rootfs.ext3

mkdir -p tmpfs
mount -t ext3  a9rootfs.ext3  tmpfs/ -o  loop
cp -r rootfs/*  tmpfs/
umount tmpfs

7、啓動

# 拷貝kernel文件到a9rootfs.ext3所在目錄，以便執行
cp -r ../kernel/linux-3.18.135/arch/arm/boot/ .
# 執行
qemu-system-arm  -nographic -sd a9rootfs.ext3 -M vexpress-a9 -m 512M -kernel zImage -dtb ./dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -append "init=/linuxrc root=/dev/mmcblk0 rw rootwait earlyprintk console=ttyAMA0"  
qemu-system-arm  -serial stdio -sd a9rootfs.ext3 -M vexpress-a9 -m 512M -kernel zImage -dtb ./dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -append "init=/linuxrc root=/dev/mmcblk0 rw rootwait earlyprintk console=ttyAMA0"

8、注意

1)、以上在編譯前請確保export ARCH=arm ；export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
2)、若報錯，一般是某些庫沒有包含，自行百度或google

9、問題

1)、audio: Could not init `oss’ audio driver
- 解決: [QEMU下虛擬機內的聲卡模擬方法總結 (https://blog.csdn.net/hubbybob1/article/details/77199567)] (https://blog.csdn.net/hubbybob1/article/details/77199567)

Centos7 搭建qemu模擬器模擬arm-vexpress-a9開發板

Centos7 搭建qemu模擬器模擬arm-vexpress-a9開發板

1、交叉編譯器的下載與安裝

2、qemu的安裝

3、uboot安裝

4、編譯內核

5、編譯busybox

6、製作根文件系統

7、啓動

8、注意

9、問題

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