Эмуляция в QEMU (ARM)

Загрузчик операционной системы, предназначенный для встраиваемых систем на MIPS, ARM, PowerPC и т.д.

Версия: 2023.10

Домашняя страница: https://source.denx.de/u-boot/u-boot

Время сборки: 10 ОВС

Настройка U-Boot

Установите имя аргумента qemu_*_defconfig в зависимости от архитектуры, для которой вы собираете:

if [ $LFA_TGT == "aarch64-linux-musleabihf" ]
then
  QEMU_ARCH="arm64"
else
  QEMU_ARCH="arm"
fi

Сконфигурируйте пакет U-Boot:

make CROSS_COMPILE=$LFA_TGT- \
  qemu_${QEMU_ARCH}_defconfig

ACPI в QEMU

QEMU (начиная с версии v8.0.0) может предоставлять таблицы ACPI для ARM. Для их поддержки нужны следующие настройки U-Boot:

CONFIG_CMD_QFW=y
CONFIG_ACPI=y
CONFIG_GENERATE_ACPI_TABLE=y

Вместо того, чтобы обновлять файл .config вручную, вы можете добавить опцию acpi.config в команду make. Например:

make orangepi-3_defconfig acpi.config

Сборка

make CROSS_COMPILE=$LFA_TGT-

Запуск U-Boot

Минимальная команда для запуска эмулятора QEMU с загрузчиком U-Boot выглядит так:

для AArch64:

qemu-system-aarch64 -machine virt \
  -nographic \
  -cpu cortex-a57 \
  -bios u-boot.bin

для других архитектур семейства ARM:

qemu-system-arm -machine virt \
  -nographic \
  -bios u-boot.bin

Объяснение новых значений:

-nographic — обеспечивает вывод данных в терминал;

-cpu cortex-a57 — по какой-то странной причине программе qemu-system-aarch64 необходимо явно указать использование 64-битного процессора, иначе эмулятор запустится в 32-битном режиме.

Эмуляция блочных устройств

QEMU может эмулировать обычные блочные устройства. Добавьте следующие параметры в команду qemu-system-aarch64 (или qemu-system-arm):

MMC:

-device sdhci-pci,sd-spec-version=3 \
-drive if=none,file=disk.img,format=raw,id=MMC1 \
-device sd-card,drive=MMC1

NVMe:

-drive if=none,file=disk.img,format=raw,id=NVME1 \
-device nvme,drive=NVME1,serial=nvme-1

SATA:

-device ahci,id=ahci0 \
-drive if=none,file=disk.img,format=raw,id=SATA1 \
-device ide-hd,bus=ahci0.0,drive=SATA1

USB:

-device qemu-xhci \
-drive if=none,file=disk.img,format=raw,id=USB1 \
-device usb-storage,drive=USB1

Ещё немного про виртуализацию

QEMU для ARM поддерживает специальную виртуальную машину virt, предоставляющую следующие базовые функции:

Свободно настраиваемое количество ядер процессора;
U-Boot, который загружается и выполняется по адресу 0x0;
Сгенерированный блоб дерева устройств, помещённый в начало оперативной памяти;
Свободно конфигурируемый объём ОЗУ, описываемый в *.dtb;
Последовательный порт PL011, обнаруживаемый в *.dtb;
Таймер (для архитектуры ARMv7/ARMv8);
PSCI для перезагрузки системы;
Общий хост-контроллер PCI на базе ECAM, обнаруживаемый в *.dtb;

Кроме того, к PCI шине можно подключить ряд дополнительных периферийных устройств.

См. раздел Devicetree in QEMU в документации U-Boot для получения информации о том, как увидеть дерево устройств, фактически сгенерированное QEMU.

Смотрите также:

QEMU ARM — Das U-Boot (https://docs.u-boot.org/en/latest/).

Linux for ARM