Yocto tips (20): Yocto中qemu模擬器的使用,以zynq Cortex-A9為例
在以前的文章《》中，寫到過使用qemu來模擬使用ARM Linux，那個時候藉助的是buildroot，這次我們使用Yocto來做同樣的事情。
優點
使用Qemu的好處在於，當我們在開發Userspace的程式時，可以在沒有硬體的情況下完成測試。
同時不像以前一樣我們需要自己去編譯qemu，這次我們使用Yocto編譯出來的native qemu來模擬。省去了我們手動編譯可能出現的問題。
選擇
這裡的選擇指的是，我們在local.conf中指定MACHINE變數的值。我將其分成兩種：
1. 預設的qemuarm
以前我一直使用這個，但是這個模擬的是一個ARM9的處理器，各種外設功能不足，我們希望可以模擬一個更高ARM架構的SoC。
2. Xilinx的zynq-9：xilinx-zynq-a9
在Qemu的模擬中，據個人有限經驗對不同的板子的模擬情況的瞭解，zynq在Qemu中有較好的支援。同時xilinx對此也有不少的文件，同時xilinx的一些板子的支援屬於Qemu預設的測試與支援Machine，因此選擇Xilinx的板子來模擬比較合適。
同時，我們關注的是ARM相關，因此使用Cortex-A9比較好，對此，我們選擇xilinx-zynq-a9。
在我們的Host PC中如果安裝了qemu-system-arm，那麼我們可以看到其支援的板子裡面是有這個板子的：
針對這個板子在Yocto中的模擬，官方也有一個網頁：Yocto for znyqmp，我們可以參考這個網頁，但是根據這個網頁做其實是行不通的。下面我主要說明一下需要更改和注意的地方。qemu-system-arm -M ? Supported machines are: versatileab ARM Versatile/AB (ARM926EJ-S) versatilepb ARM Versatile/PB (ARM926EJ-S) lm3s811evb Stellaris LM3S811EVB z2 Zipit Z2 (PXA27x) connex Gumstix Connex (PXA255) sx1 Siemens SX1 (OMAP310) V2 realview-eb ARM RealView Emulation Baseboard (ARM926EJ-S) cubieboard cubietech cubieboard vexpress-a9 ARM Versatile Express for Cortex-A9 lm3s6965evb Stellaris LM3S6965EVB realview-pbx-a9 ARM RealView Platform Baseboard Explore for Cortex-A9 musicpal Marvell 88w8618 / MusicPal (ARM926EJ-S) mainstone Mainstone II (PXA27x) terrier Terrier PDA (PXA270) n810 Nokia N810 tablet aka. RX-44 (OMAP2420) <span style="color:#ff6666;">xilinx-zynq-a9 Xilinx Zynq Platform Baseboard for Cortex-A9</span> nuri Samsung NURI board (Exynos4210) realview-eb-mpcore ARM RealView Emulation Baseboard (ARM11MPCore) verdex Gumstix Verdex (PXA270) spitz Spitz PDA (PXA270) canon-a1100 Canon PowerShot A1100 IS akita Akita PDA (PXA270) smdkc210 Samsung SMDKC210 board (Exynos4210) integratorcp ARM Integrator/CP (ARM926EJ-S) sx1-v1 Siemens SX1 (OMAP310) V1 kzm ARM KZM Emulation Baseboard (ARM1136) highbank Calxeda Highbank (ECX-1000) n800 Nokia N800 tablet aka. RX-34 (OMAP2420) collie Collie PDA (SA-1110) realview-pb-a8 ARM RealView Platform Baseboard for Cortex-A8 vexpress-a15 ARM Versatile Express for Cortex-A15 none empty machine cheetah Palm Tungsten|E aka. Cheetah PDA (OMAP310) tosa Tosa PDA (PXA255) midway Calxeda Midway (ECX-2000) virt ARM Virtual Machine borzoi Borzoi PDA (PXA270)
構建與使用步驟
先根據官方的step1到step6來編譯出需要的image。需要注意的是我們這裡使用單核的A9，因此machine應該為qemuzynq，即在local.conf中應該為：
# This sets the default machine to be qemux86 if no other machine is selected:
MACHINE ??= "qemuzynq"這個machine的定義位於其layer中的config中：
$ ls ../meta-xilinx/conf/machine/ -l
total 52
drwxrwxr-x 11 hexiongjun hexiongjun 4096 May 16 10:38 boards
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 593 May 16 10:38 ep108-zynqmp.conf
drwxrwxr-x 3 hexiongjun hexiongjun 4096 May 16 10:38 include
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 1049 May 16 10:38 kc705-trd-microblazeel.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 623 May 16 10:38 microzed-zynq7.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 804 May 16 10:38 picozed-zynq7.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 564 May 16 10:16 qemumicroblaze.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 512 May 16 10:16 qemumicroblaze-s3adsp1800.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 496 May 16 10:38 qemuzynq.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 1059 May 16 10:38 zc702-zynq7.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 1008 May 16 10:38 zc706-zynq7.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 847 May 16 10:38 zedboard-zynq7.conf
-rw-rw-r-- 1 hexiongjun hexiongjun 627 May 16 10:38 zybo-zynq7.conf
同時還需要配置output的initrd type為cpio：
IMAGE_FSTYPES = "jffs2 tar.bz2 cpio"否則我們在後面的qemu中指定initrd的時候無法指定。
至此，我們就準備好了所有的材料。
執行模擬器
直接使用runqemu即可：
$ runqemu qemuzynq
Continuing with the following parameters:
KERNEL: [/home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/uImage]
ROOTFS: [/home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/core-image-minimal-qemuzynq-20160516035635.rootfs.cpio]
FSTYPE: [cpio]
Setting up tap interface under sudo
Acquiring lockfile for tap0...
Running qemu-system-arm...
/home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/sysroots/x86_64-linux/usr/bin/qemu-system-arm -kernel /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/uImage -net nic,model=virtio -net tap,vlan=0,ifname=tap0,script=no,downscript=no -M xilinx-zynq-a9 -serial null -serial mon:stdio -dtb /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/uImage-qemuzynq.dtb -initrd /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/core-image-minimal-qemuzynq-20160516035635.rootfs.cpio -no-reboot -m 1024 --append "earlyprintk root=/dev/ram rw ip=192.168.7.2::192.168.7.1:255.255.255.0 mem=1024M "
qemu-system-arm: Unsupported NIC model: virtio
Set 'tap0' nonpersistent
Releasing lockfile of preconfigured tap device 'tap0'
對此，有多種處理方法，最為簡單的是我們直接使用qemu至此的 NIC model即可，因此先查詢一下：
$ /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/sysroots/x86_64-linux/usr/bin/qemu-system-arm -M xilinx-zynq-a9 -net nic,model=?
qemu: Supported NIC models: cadence_gem
可以看到支援的是cadence_gem，因此我們需要更改成這個。
runqemu的更改
runqemu的指令碼位於：
poky/scripts/runqemu-internal中，在裡面我們可以看到其指定了NIC model，因此我們將其改成cadence_gem即可：
KERNEL_NETWORK_CMD="ip=192.168.7.$n2::192.168.7.$n1:255.255.255.0"
QEMU_TAP_CMD="-net tap,vlan=0,ifname=$TAP,script=no,downscript=no"
if [ "$VHOST_ACTIVE" = "yes" ]; then
QEMU_NETWORK_CMD="-net nic,model=<span style="color:#ff6666;">virtio</span> $QEMU_TAP_CMD,vhost=on"
else
QEMU_NETWORK_CMD="-net nic,model=<span style="color:#ff6666;">virtio</span> $QEMU_TAP_CMD"
fi
然後再次執行，就可以工作了，可以看到其部分log如下：
$ runqemu qemuzynq
Continuing with the following parameters:
KERNEL: [/home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/uImage]
ROOTFS: [/home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/core-image-minimal-qemuzynq-20160516035635.rootfs.cpio]
FSTYPE: [cpio]
Setting up tap interface under sudo
Acquiring lockfile for tap0...
Running qemu-system-arm...
/home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/sysroots/x86_64-linux/usr/bin/qemu-system-arm -kernel /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/uImage -net nic,model=cadence_gem -net tap,vlan=0,ifname=tap0,script=no,downscript=no -M xilinx-zynq-a9 -serial null -serial mon:stdio -dtb /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/uImage-qemuzynq.dtb -initrd /home/hexiongjun/EmbProj/am335X_Yocto/qemuzynq/tmp/deploy/images/qemuzynq/core-image-minimal-qemuzynq-20160516035635.rootfs.cpio -no-reboot -m 1024 --append "earlyprintk root=/dev/ram rw ip=192.168.7.2::192.168.7.1:255.255.255.0 mem=1024M "
Warning: nic cadence_gem.1 has no peer
[ 0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0
[ 0.000000] Linux version 3.19.0-xilinx ([email protected]) (gcc version 5.2.0 (GCC) ) #1 SMP PREEMPT Mon May 16 11:54:40 CST 2016
[ 0.000000] CPU: ARMv7 Processor [413fc090] revision 0 (ARMv7), cr=10c5387d
[ 0.000000] CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT nonaliasing instruction cache
[ 0.000000] Machine model: xilinx-zynq-a9
[ 0.000000] Memory policy: Data cache writeback
[ 0.000000] CPU: All CPU(s) started in SVC mode.
[ 0.000000] PERCPU: Embedded 9 pages/cpu @eefd8000 s8128 r8192 d20544 u36864
[ 0.000000] Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 260624
[ 0.000000] Kernel command line: earlyprintk root=/dev/ram rw ip=192.168.7.2::192.168.7.1:255.255.255.0 mem=1024M
[ 0.000000] PID hash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes)
[ 0.000000] Dentry cache hash table entries: 131072 (order: 7, 524288 bytes)
[ 0.000000] Inode-cache hash table entries: 65536 (order: 6, 262144 bytes)
[ 0.000000] Memory: 1028324K/1048576K available (4457K kernel code, 234K rwdata, 1408K rodata, 220K init, 198K bss, 20252K reserved, 0K cma-reserved, 270336K highmem)
[ 0.000000] Virtual kernel memory layout:
[ 0.000000] vector : 0xffff0000 - 0xffff1000 ( 4 kB)
[ 0.000000] fixmap : 0xffc00000 - 0xfff00000 (3072 kB)
[ 0.000000] vmalloc : 0xf0000000 - 0xff000000 ( 240 MB)
[ 0.000000] lowmem : 0xc0000000 - 0xef800000 ( 760 MB)
[ 0.000000] pkmap : 0xbfe00000 - 0xc0000000 ( 2 MB)
[ 0.000000] modules : 0xbf000000 - 0xbfe00000 ( 14 MB)
[ 0.000000] .text : 0xc0008000 - 0xc05c28f4 (5867 kB)
[ 0.000000] .init : 0xc05c3000 - 0xc05fa000 ( 220 kB)
[ 0.000000] .data : 0xc05fa000 - 0xc06349e0 ( 235 kB)
[ 0.000000] .bss : 0xc06349e0 - 0xc0666470 ( 199 kB)
[ 0.000000] Preemptible hierarchical RCU implementation.
[ 0.000000] RCU restricting CPUs from NR_CPUS=4 to nr_cpu_ids=2.
退出Qemu
輸入Ctrl + A C，並輸入q回車即可，Ctrl+C是無法退出的。
runqemu的其他工具
所有的工具有：
$ runqemu
runqemu runqemu-addptable2image runqemu-export-rootfs runqemu-extract-sdk runqemu-gen-tapdevs runqemu-ifdown runqemu-ifup runqemu-internal
參考
http://www.wiki.xilinx.com/QEMU
http://zedboard.org/content/qemu-deep-dive-0
https://lists.gnu.org/archive/html/qemu-devel/2015-10/msg00755.html
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