Qemu下u-Boot + Kernel + rootfs完整启动移植

对于Ubuntu12.04系统，首先要安装如下的库文件，不然在后续的移植过程中会出错

1、zlib库

sudo apt-get install zlib1g-dev

2、glib库的安装

1）在Ubuntu下，通过如下命令来获取glib库，命令为:git clone https://git.gnome.org/browse/glib

2）下载完后，进入glib库所在的目录。cd ~/glib/

3）执行sh autogen.sh文件，产生configure配置文件

4） ./configure                           #运行脚本`configure' 

5） make                                   # 构建GLIB库
6）如果必要，切换到root用户下，接着执行如下命令：

rm -rf /install-prefix/include/glib.h /install-prefix/include/gmodule.h
make install   

 

3、autoreconf

sudo apt-get install autoconf

 

4、libsdl1.2

一、安装Qemu

下载地址：http://wiki.qemu.org/Download；选的软件版本为：qemu-1.7.0.tar.bz2

解压安装：

1）新建一个文件夹，用于安装qemu
fantasy@fantasy:/opt$ sudo mkdir /opt/qemu_bin

2）配置
fantasy@fantasy:~/Debug_Kernel/qemu-1.7.0$./configure --prefix=/opt/qemu_bin --target-list="arm-softmmu arm-linux-user x86_64-linux-user x86_64-softmmu" --enable-debug
其中 --prefix表示qemu安装的目录，--target-list表示表示qemu仿真的CPU架构，此处选择支持arm和x86_64 CPU。

加入arm-linux-user后，在对应安装的目录下才会生成qemu-arm文件，不然没有。

可以通过fantasy@fantasy:~/Debug_Kernel/qemu-1.7.0$ ./configure -help来看配置选项

3）make

在该过程中出现了如下错误：
错误1:
(cd /home/fantasy/Debug_Kernel/qemu-1.7.0/pixman; autoreconf -v --install)
/bin/sh: 1: autoreconf: not found
make: *** [/home/fantasy/Debug_Kernel/qemu-1.7.0/pixman/configure] Error 127

解决方法:
sudo apt-get install autoconf


错误2:
configure.ac:75: error: possibly undefined macro: AC_PROG_LIBTOOL
      If this token and others are legitimate, please use m4_pattern_allow.
      See the Autoconf documentation.

解决方法:
缺少libtool库
sudo apt-get install libtool

4）make install

这样在/opt/qemu_bin目录下就生成了如下的文件：

其中qemu-arm用来执行ARM二进制文件，qemu-system-arm用来启动AMR OS。

二、Qemu仿真ARM

使用Qemu主要有两个目的，一是用来执行运行arm程序，另一个是boot和运行arm kernel

 

对于第一种情况，可以执行利用qemu来运行和测试arm程序，而不需要安装arm os或kernel，qemu的这种特性非常有用，和节省时间。

对于第二种情况，可以用于boot用于arm的Linux kernel。

 

1. 第一种情况，利用Qemu来运行ARM程序

现在，开始开发一个简单的测试程序，我们都知道，开发运行于Intel CPU上的程序，需要用的是x86工具链，因此，若开发运行于ARMCPU上的程序，则需要用arm工具链。从如下地址下载：

http://www.mentor.com/embedded-software/sourcery-tools/sourcery-codebench/editions/lite-edition/

 

1)下载下来后，解压：tar -xvfarm-2013.11-33-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2

2)进入bin目录：cd arm-2013.11/bin，如下图

3)设置环境变量：

       a)打开/etc/profile文件，命令:sudo vim /etc/profile

       b)在其中加入arm工具链的bin文件所在的路径，即：exportPATH=$PATH:~/my_workplace/arm-tool-chain/arm-2013.11/bin

4)运行一下命令：source /etc/profile，则到此arm工具链就可以使用了。

 

以下测试一下工具链的使用。

1） 首先创建一个简单的测试程序test.c，代码如下：

#include <stdio.h>int main(){printf("Welcome to the Open World!\n");return 0;}

2） 运行arm-none-linux-gnueabi-gcc test.c-o test进行编译

 

3） 编译成功后，在当前目录下生成一个test文件，利用file命令来查看test文件的属性，从显示的结果来看，是用于运行ARM平台的可执行文件，如下图所示

 

4） 运行test可执行文件，执行如下命令：

qemu-arm -L~/my_workplace/arm-tool-chain/arm-2013.11/arm-none-linux-gnueabi/libc ./test

在运行该程序时，必须链接到ARM库，其中–L即用于链接ARM库。

       输出如下图所示：

2.第二种情况，利用Qemu来启动ARM的Linux kernel。

首先，来学习一下U-Boot, 对于ARM处理器，U-Boot是用于bootloader最好的选择，U-boot可以用于不同的CPU架构，像PPC，MIPS，x86等等。

1）下载和编译U-Boot

下载发行版本：从ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/地址下载，我选择的版本是u-boot-2010.03.tar.bz2

2）解压，命令为：

tar -jxvf u-boot-2010.03.tar.bz2 

3）进入解压后的文件夹中，命令：

cd u-boot-2010.03/

4）针对ARM平台进行编译，使其适合用于ARM处理器，

配置U-boot用于特定的板子(此处versatilepb)，执行如下命令：

make versatilepb_config arch=ARM CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

如下图：

5）编译U-Boot，命令为：

make all arch=ARM CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

6）在Qemu中运行U-Boot，命令为：

qemu-system-arm -M versatilepb -nographic -kernel u-boot.bin

运行结果如下：

适用于ARM平台的kernel的编译

1）下载内核，解压，我下载的内核版本为（linux-3.13.5）

# tar -jxvf linux-3.13.5.tar.bz2

2)  配置内核，

# cd linux-3.13.5

# make menuconfig ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

会出现如下错误：

scripts/kconfig/mconf.o: Infunction `show_help':

mconf.c:(.text+0x8a4): undefinedreference to `stdscr'

解决方法：

sudoapt-get install libncurses5  libncurses5-dev

 

指定了架构为ARM，同时调用ARM工具链来构建内核，在Kernel Features导航窗口中，使能“Use the ARM EABI to compilethe kernel”（EABI是Embedded Application BinaryInterface）,若该项没选，则内核将无法加载test程序。

 

修改Kernel用于U-Boot加载

由于我们是基于U-Boot来加载内核，应该需要对Kernel进行修改，由于Kernel zImage与U-Boot不兼容，所以我们使用uImage来替代，uImage对Kernel Image的头进行了修改，以支持U-Boot。

编译Kernel，选择构建uImage用于U-Boot（编译时需要指定架构和ARM工具链）

# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- uImage -s

若按这个命令编译，会出现如下错误：

multiple (or no) load addresses: 
This is incompatible with uImages
Specify LOADADDR on the commandline to build an uImage
make[1]: *** [arch/arm/boot/uImage] Error 1
make: *** [uImage] Error 2

解决办法：

运行如下编译命令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- LOADADDR=0x80008000 uImage -s

 

编译好后，就生成了uImage文件，通过file命令来查看uImage文件的属性，如下图：

 

接着，在Qemu上测试uImage,结果如下图所示：

。。。

 

参考资料：

1. http://www.linuxforu.com/2011/05/quick-quide-to-qemu-setup/

2. http://www.linuxforu.com/2011/06/qemu-for-embedded-systems-development-part-1/

3. http://www.linuxforu.com/2011/07/qemu-for-embedded-systems-development-part-2/

4. http://www.linuxforu.com/2011/08/qemu-for-embedded-systems-development-part-3/

5. http://www.elinux.org/Virtual_Development_Board

6. http://www.cnblogs.com/heaad/archive/2010/07/17/1779829.html

7. http://wenku.baidu.com/link?url=iXtGe29tPdbpmE5oxUHERamFjbs2tkS9Hy7Ut7YOaoAd39i90d7KANEx0dUjzZFh0o888sb_WGdaaRp0rs4XkqiqgIAXwSdEEqbLp0p2tru

Git参考资料：

8. http://blog.csdn.net/five3/article/details/8904635

9. http://wenku.it168.com/d_000598232.shtml