A. QEMU Monitor 使用
从命令行启动qemu之后,按键 Ctrl-a c 可以进入monitor,之后可以执行很多有用的命令。具体可以参考 https://qemu.readthedocs.io/en/latest/system/monitor.html 。但是文档没有提到的是其他进入monitor的方式,尤其是想要同时有consel 和 monitor的情况。
查询手册的执行参数一章可以看到参数 -monitor dev 可以指定monitor使用什么字符设备输出。但是用法没给,而且必须使用字符设备也比较难用。
继续查询,这个回答很有帮助,提到如何开启网络端口做monitor: https://unix.stackexchange.com/questions/426652/connect-to-running-qemu-instance-with-qemu-monitor
再查阅手册,问题已经明白了。 dev设备 可以是很多形式,在执行参数 -serial dev 里面讲的很全面。 https://qemu.readthedocs.io/en/latest/system/invocation.html 。
而且这种灵活的使用方式不仅适用于monitor,也适用于 serial, 也就是能够很方便的把guest os的consel重定向到各种形式的接口上(包括 虚拟控制台,tty,网络,管道,文件等)。
QEMU的强大令人惊叹,回头看看这块源码怎么实现的。
这里给出具体参数,省去查找的麻烦:
qemu-system-aarch64 ... -monitor telnet:127.0.0.1:55555,server,nowait
使用telnet即可监听端口: telnet 127.0.0.1 55555
UNIX套接字为简单高效建立本地进程间通信的一种机制,接口和网络套接字一致,但是内部去掉了TCP/IP协议栈的繁琐流程,提高通信效率。相关说明: https://akae.github.io/book/ch37s04.html
QEMU参数为: -monitor unix:qemu-monitor-socket,server,nowait , qemu-monitor-socket为套接字名称,可以自定义。
使用socat连接: socat - unix-connext:qemu-monitor-socket 。 socat连接效果比telnet效果好。
socat工具十分强大,使用参考: http://brieflyx.me/2015/linux-tools/socat-introction/ 和 https://www.jianshu.com/p/54005e3095f3 。
B. qemu怎样为选择arm linux内核镜像选择运行arm平台
下载Linux内核
下载内核有两种方法,一种是用git直接下载内核代码树,方便后面的内核开发。另一种是直接到内核社区下载对应版本的源码包。我采用第一种方法,但后面发现主线上3.18版本和后面版本的代码,使用这种搭建方法运行不起来。目前未查明问题的根因。如果读者想快速搭建成功,建议选用3.16版本的内核进行搭建。
安装arm的交叉编译工具链
想必做嵌入式开发的朋友,对交叉编译工具链不陌生。如果你订制一个交叉编译工具链,建议你使用crosstool-ng开源软件来构建。但在这里建议直接安装arm的交叉编译工具链:
sudoapt-getinstallgcc-arm-linux-gnueabi
编译Linux内核
生成vexpress开发板子的config文件:
makeCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-ARCH=armvexpress_defconfig
编译:
makeCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-ARCH=arm
生成的内核镱像位于arch/arm/boot/zImage,后续qemu启动时需要使用该镜像。
下载和安装qemu模拟器
其实Ubuntu12.04有qemu的安装包,但由于版本较低,对vexpress开发板支持不友好,建议下载高版本的qemu:
wget
配置qemu前,需要安装几个软件包:
sudoapt-getinstallzlib1g-dev
sudoapt-getinstalllibglib2.0-0
sudoapt-getinstalllibglib2.0-dev
配置qemu,支持模拟arm架构下的所有单板:
./configure--target-list=arm-softmmu--audio-drv-list=
编译和安装:
make
makeinstall
测试qemu和内核能否运行成功
qemu已经安装好了,内核也编译成功了,到这里最好是测试一下,编译出来的内核是否OK,或者qemu对vexpress单板支持是否够友好。
运行命令很简单:
qemu-system-arm-Mvexpress-a9-m512M-kernel/home/ivan/kernel_git/linux/arch/arm/boot/zImage-nographic-append"console=ttyAMA0"
如果看到内核启动过程中的打印,说明前的搭建是成功的。
这里简单介绍下qemu命令的参数:
-Mvexpress-a9模拟vexpress-a9单板,你可以使用-M?参数来获取该qemu版本支持的所有单板
-m512M单板运行物理内存512M
-kernel/home/ivan/kernel_git/linux/arch/arm/boot/zImage告诉qemu单板运行内核镜像路径
-nographic不使用图形化界面,只使用串口
-append"console=ttyAMA0"内核启动参数,这里告诉内核vexpress单板运行,串口设备是哪个tty。
注意:
我每次搭建,都忘了内核启动参数中的console=参数应该填上哪个tty,因为不同单板串口驱动类型不尽相同,创建的tty设备名当然也是不相同的。那vexpress单板的tty设备名是哪个呢?其实这个值可以从生成的.config文件CONFIG_CONSOLE宏找到。
如果搭建其它单板,需要注意内核启动参数的console=参数值,同样地,可从生成的.config文件中找到。
制作根文件系统
到这里是否大功告成了呢?其实在上面的测试中,你会发现内核报panic,因为内核找不到根文件系统,无法启init进程。
根文件系统要考虑两个方面:
1.根文件系统的内容
如果你看过《LinuxFromScratch》,相信你会对这一步产生恐惧感,但如果一直从事嵌入式开发,就可以放下心来。根文件系统就是简单得不能再简单的几个命令集和态动态而已。为什么LinuxFromScratch会有那么复杂,是因为它要制作出一个Linux发生版。但在嵌入式领域,几乎所有的东西,都是mini版本,根文件系统也不例外。
本文制本的根文件系统=busybox(包含基础的Linux命令)+运行库+几个字符设备
2.根文件系统放在哪里
其实依赖于每个开发板支持的存储设备,可以放到NorFlash上,也可以放到SD卡,甚至外部磁盘上。最关键的一点是你要清楚知道开发板有什么存储设备。
本文直接使用SD卡做为存储空间,文件格式为ext3格式
下载、编译和安装busybox
wget
makedefconfig
makeCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
makeinstallCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
安装完成后,会在busybox目录下生成_install目录,该目录下的程序就是单板运行所需要的命令。
形成根目录结构
先在Ubuntu主机环境下,形成目录结构,里面存放的文件和目录与单板上运行所需要的目录结构完全一样,然后再打包成镜像(在开发板看来就是SD卡),这个临时的目录结构称为根目录
1.创建rootfs目录(根目录),根文件系统内的文件全部放到这里
sudomkdirrootfs
2.拷贝busybox命令到根目录下
sudocpbusybox-1.20.2/_install/*-rrootfs/
3.从工具链中拷贝运行库到lib目录下
sudocp-P/usr/arm-linux-gnueabi/lib/*rootfs/lib/
4.创建4个tty端终设备
sudomknodrootfs/dev/tty1c41
sudomknodrootfs/dev/tty2c42
sudomknodrootfs/dev/tty3c43
sudomknodrootfs/dev/tty4c44
制作根文件系统镜像
1.生成32M大小的镜像
ddif=/dev/zeroof=a9rootfs.ext3bs=1Mcount=32
2.格式化成ext3文件系统
mkfs.ext3a9rootfs.ext3
3.将文件拷贝到镜像中
sudomkdirtmpfs
sudomount-text3a9rootfs.ext3tmpfs/-oloop
cp-rrootfs/*tmpfs/
sudoumounttmpfs
系统启动运行
完成上述所有步骤之后,就可以启动qemu来模拟vexpress开发板了,命令参数如下:
qemu-system-arm-Mvexpress-a9-m512M-kernel/home/ivan/qemu/linux/arch/arm/boot/zImage-nographic-append"root=/dev/mmcblk0console=ttyAMA0"-sda9rootfs.ext3
从内核启动打印,到命令行提示符出现,激动人心的时刻出现了……
写在后面的话
通过上面的步骤,搭建出来一个最小的qemu+arm开发环境,你可以上面的基础上修改内核,或者增加一些测试程序在单板上运行,甚至使用单板的flash设备。
在此,你可以做纯arm架构的内核开发,或者与架构无关的内核开发,也可以做单板相关的驱动开发。