QEMU模拟Cortex-A9运行U-boot和LinuxV0.2.0

QEMU模拟Cortex-A9运行U-boot和LinuxQEMU模拟Cortex-A9运行U-boot和Linux.........................................错误!未定义书签。1.实验目的...............................................................................................................................22.实验要求...............................................................................................................................23.实验原理...............................................................................................................................24.实验步骤...............................................................................................................................34.1VMware虚拟机中安装Ubuntu..................................................................................34.2安装QEMU模拟器....................................................................................................44.3编译并运行U-boot.....................................................................................................44.4编译并运行Linux.......................................................................................................64.5在目标机（Linux系统）中运行应用程序.............................................................10思考题......................................................................................................................................121.实验目的1)熟练使用Linux操作系统；2)认识一种新的内核模拟器QEMU；3)掌握嵌入式Linux系统的开发流程；2.实验要求1)在PC机上安装VMware虚拟机，并在VMware中安装Linux操作系统（Ubuntu12.04）；2)在Ubuntu中安装QEMU；3)编译U-boot，并在QEMU上运行；4)编译Linux内核，并使用Busybox制作根文件系统；5）在QEMU上运行Linux操作系统；6）在该Linux系统上运行应用程序。3.实验原理1）VMwareWorkstation虚拟机是可以在Windows/Linux系统上运行的应用程序，它可以模拟基于x86的标准PC环境。这个环境和真实的计算机一样，都有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备。与“多启动”系统相比，VMWare采用了完全不同的概念，多启动系统在一个时刻只能运行一个系统，在系统切换时需要重新启动机器。而VMWare虚拟机软件是一个“虚拟PC”软件，它可以使你在一台机器上同时运行多个Windows、DOS、LINUX系统，并且在系统切换时不需要重启计算机。在使用上，这台虚拟机和真正的物理主机几乎没有区别，都需要分区、格式化、安装操作系统、安装应用程序和软件，总之，一切操作都跟一台真正的计算机一样。2）QEMU模拟器：QEMU是一个面向完整PC系统的开源仿真器。除了可以仿真处理器之外，QEMU还可以仿真所有必要的子系统，如连网硬件和视频硬件。它还允许实现高级概念上的仿真（如对称多处理系统（多达255个CPU））和对其他处理器架构（如ARM和PowerPC）的仿真。QEMU有两种运行模式：*Usermode模拟模式，亦称作使用者模式。QEMU能启动那些为不同中央处理器编译的Linux程序。*Systemmode模拟模式，亦称作系统模式。QEMU能模拟整个电脑系统，包括中央处理器及其他周边设备。它使得对跨平台编写的程序进行测试及调试变得容易。其亦能用来在一部主机上虚拟多部不同的系统。3）嵌入式Linux系统的结构嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为4个层次：①引导加载程序Bootloader。②内核。完成对硬件设备的控制，Linux内核的主要模块分为以下几个部分：存储管理、CPU和进程管理、文件系统、设备管理和驱动、网络通信、以及系统的初始化（引导）、系统调用等。③文件系统。它提供了用于管理系统的各种配置文件，以及为系统执行用户应用程序提供了良好的运行环境。④用户应用程序。根据不同的用户需求而编写的程序。4）QEMU与宿主机之间的通信机制：QEMU提供了四种网络通信模式：TAP、user、Sockets和VDE。利用user模式可以实现虚拟机和宿主机之间的通信且较为简单易行，在这种通信模式中，虚拟机处于10.0.2.*网段，该网段通过一个NAT服务器与外界通信，NAT服务器的地址是10.0.2.2，虚拟机的IP地址从10.0.2.15开始分配。4.实验步骤4.1VMware虚拟机中安装Ubuntu（1）自行下载ubuntu12.04的.iso系统镜像，并在VMware中安装。（2）Ubuntu安装完成后，设置root密码，以便后期编译时获取root权限。（3）终端sudoapt-getupdate完成更新。（4）安装GNU的交叉编译工具链。sudoapt-getinstallgcc-arm-linux-gnueabisudoapt-getinstallg++-arm-linux-gnueabi安装完成后会在/usr/arm-linux-gnueabi/目录下生成库文件、头文件等。4.2安装QEMU模拟器sudoapt-getinstallqemuqemu-systemqemu-utils然后在终端中运行qemu-system-arm--version会显示如下QEMU的版本信息：4.3编译并运行U-boot（1）在windows下到下载最新版本的U-Boot源代码，（参考版本u-boot-2012.04.tar.bz2），下载完后将其放入ubuntu中在该目录下解压：tarjxvfu-boot-2012.04.tar.bz2，在当前目录下会产生一个u-boot-12.04的文件夹：进入到u-boot-2012.04目录下，修改其中的Makefile，添加两行（可放在文档的开头），ARCH？=armCROSS_COMPILE?=arm-linux-gnueabi-（2）进入到u-boot-2012.04文件夹下，终端输入命令：makeca9x4_ct_vxp_configmake结果如下：结果会在u-boot-2012.04文件夹下生成u-boot.bin等文件，如下图所示：（3）然后在终端中执行下面的命令，来启动U-bootqemu-system-arm-Mvexpress-a9-m256M-nographic-kernelu-boot或者qemu-system-arm-Mvexpress-a9-m256M-serialstdio-kernelu-boot结果如下图：此时是检测Flashfailed后停止运行，是因为在arch/arm/lib/board.c里面board_init_r()函数里检测Flash失败后调用了hang(),暂时先把hang()去掉就可以运行下去了。正常的运行结果如下：4.4编译并运行Linux（1）到下载最新的Linux内核源码，（参考linux-3.4.4.tar.bz2），解压后得到文件夹linux-3.4.4，修改Makefile,修改的位置如下图：修改如下ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-在linux-3.4.4目录下makevexpress_defconfig然后makemenuconfig--SystemType把EnabletheL2x0outercachecontroller取消，否则Qemu会起不来。然后make，会在arch/arm/boot/目录下生成zImage内核映像文件，这就是我们需要的内核映像。（2）制作根目录系统。1.编译busybox①下载busybox源码：解压，还是在busybox-1.21.0目录下的Makefile中修改ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-②makemenuconfig进行配置在BusyboxSetting---BuildOpdions--选择[]BuildBusyBoxasastaticbinary(nosharedlibs)使用静态编译③make，会在目录中产生install文件，④makeinatall，会在目录中生成文件夹_install，2.制作根文件系统目录mkdirrootfscdrootfs(1)建立目录结构mkdirbinetcdevlibproctmproothomesysusrsbinvarmnt(2)运行库-来自工具链cp-a/usr/arm-linux-gnueabi/lib/*lib(3)配置文件-来自busyboxcp-abusybox_dir/examples/bootfloppy/etc/*etc(4)busybox工具集cp-abusybox_dir/_install/*.(5)设备文件udocp-a/dev/console/dev/loop0/dev/loop1/dev/null/dev/ram0/dev/tty/dev/tty0/dev/tty1/dev/zerodev(6)修改mdev配置，mdev负责自动生成设备节点,mdev.conf是配置文件vimetc/mdev.confcontrolC[0-9]0:00660=snd/pcm.*0:00660=snd/seq.*0:00660=snd/mix.*0:00660=snd/timer0:00660=snd/其他特殊要求的设备文件，同样道理即可.(7)修改启动配置vietc/init.d/rcS增加mount-n-tprocnone/procmount-n-tsysfsnone/sysmdev-s这句很重要，生成所有的设备节点如果用nfs的话，有了以上目录就可以了3.根文件系统镜像ddif=/dev/zeroof=rootfs.imgbs=1Mcount=64#32M的镜像mkfs.ext3rootfs.imgmkdirtmpfssudomount-olooprootfs.imgtm