CentOS 7 利用qemu模拟ARM vexpress A9开发板

听说qemu用于仿真arm很不错，今日就来试了一把。由于刚刚开始，了解的并不多。本文仅仅记录Qemu装载Linux kernel和busybox根文件系统的过程。后续将会深入了解仿真的其他内容。

先上成果图：

1. 安装QEMU

QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的以GPL许可证分发源码的模拟处理器，在GNU/Linux平台上使用广泛。Bochs，PearPC等与其类似，但不具备其许多特性，比如高速度及跨平台的特性，通过KQMEU这个开源的加速器，QEMU能模拟至接近真实电脑的速度。

之前已有记录CentOS 7编译安装qemu的方法：

http://www.cnblogs.com/BinBinStory/p/7618303.html

我的版本是2.10.0

2. 编译内核

解压下载的kernel文件，进入解压后的文件夹，运行下面的指令编译。

生成vexpress开发板子的config文件：

make CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- ARCH=arm vexpress_defconfig

编译：

make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- ARCH=arm

执行启动脚本

   #! /bin/bash                                                                                                                
    
   qemu-system-arm 
           -M vexpress-a9 
           -m 512M 
           -kernel /home/walt740/kernel/linux-4.13.5/arch/arm/boot/zImage 
           -dtb /home/walt740/kernel/linux-4.13.5/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb 
           -nographic 
           -append "console=ttyAMA0"

3. 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

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Nor Flash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 http://www.busybox.net/downloads/busybox-1.27.2.tar.bz2

make defconfig

make menuconfig

make CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- #重要

make install 

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CentOS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。

#!/bin/bash

sudo rm -rf rootfs
sudo rm -rf tmpfs
sudo rm -f a9rootfs.ext3

sudo mkdir rootfs
sudo cp _install/*  rootfs/ -raf

mkdir -p rootfs/{lib,proc,sys,tmp,root,var,mnt}

sudo cp -arf /usr/local/gcc-arm-none-eabi/arm-none-linux-gnueabi/lib rootfs/

sudo cp etc rootfs/ -arf
sudo rm rootfs/lib/*.a

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

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

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

其中，etc下是启动配置文件，可以的到这里下载：

http://files.cnblogs.com/files/pengdonglin137/etc.tar.gz

4. 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 -M vexpress-a9 -m 512M 
-kernel linux-kernel/linux-4.13/arch/arm/boot/zImage 
-dtb linux-kernel/linux-4.13/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb 
-nographic -append "root=/dev/mmcblk0  console=ttyAMA0" 
-sd a9rootfs.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……

如果内核报错：

[    1.965000] Failed to execute /linuxrc (error -8).  Attempting defaults...
[    1.990000] request_module: runaway loop modprobe binfmt-464c
[    2.000000] Starting init: /sbin/init exists but couldn't execute it (error -8)
[    2.020000] request_module: runaway loop modprobe binfmt-464c
[    2.030000] Starting init: /bin/sh exists but couldn't execute it (error -8)
[    2.040000] Kernel panic - not syncing: No working init found.  Try passing init= option to kernel. See Linux Documentation/init.txt for guidance.

[    1.955000] request_module: runaway loop modprobe binfmt-464c
//该错误是由于没有配置交叉编译工具  
配置busybox时，在配置中发现busybox setting－>build options->
在cross compile prefix中写入arm-none-linux-gnueabi-

 

这个错误可在编译阶段排除  make CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- #重要

5. qemu 退出方法

此时先按CTRL+A组合键并且放手后再按X键退出QEMU。

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搭建的过程看似简单，可也遇到了不少麻烦，很多都是通过百度/bing解决的。

 

参考：

从零使用qemu模拟器搭建arm运行环境

用Qemu模拟vexpress-a9 （二） --- 创建根文件系统

qemu 退出方法

 Kernel panic - not syncing: No working init found.

用Qemu模拟vexpress-a9（一） --- 搭建Linux kernel调试环境