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Ubuntu12.04下建立交叉编译环境、使用QEMU模拟Cortex-A9、QEMU运行uboot

一. 基础环境

0. 安装virtualbox

 下载最新virtualbox (4.2)，安装

1. 安装ubuntu12.04

 下载ubuntu-12.04的dvd安装iso，搜索下载

2. virtualbox安装ubuntu时候，分配100G，的动态盘

3. 装好ubuntu后， 安装virtualbox增强功能，重启

4. 设置共享文件夹，自动挂载+固定分配，重启

5. sudo adduser xxx vboxsf,设置了用户加到vboxsf组，获取权限，重启

6.  修改ubuntu源,网易很给力:

 

deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise main restricted
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-updates main restricted
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise universe
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-updates universe
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-updates multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-backports main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-security main restricted
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-security universe
deb http://mirrors.163.com/ubuntu/ precise-security multiverse
sudo apt-get update

 

 

二. 安装交叉工具链

 

  1. sudo apt-get insatll gcc-arm-linux-gnueabi
  2. sudo apt-get insatll g++-arm-linux-gnueabi

注意：此处arm-linux-gnueabi-gdb没有被安装，可以自己编译一个:

 

(1) 搜索下载 gdb-7.4.1.tar.bz2

(2) 安装 

sudo apt-get install libncurses5-dev
termcap库在这里

 

(3) 解压配置

 

./configure --target=arm-linux-gnueabi
(4) 安装

 

默认地址 /usr/local

sudo make install

(5) sudo ldconfig系统配置生效

(6) 可以使用了


 

 

三. 安装Qemu

 

sudo apt-get install qemu qemu-system qemu-utils

 

 

四.  下载u-boot

www.denx.de是uboot的官网，denx软件和硬件都有，工具链eldk也很好用，可以用eldk的工具链编译，ftp下载时候，使用http方式的，不要使用ftp方式，可能看不见东西.

 

http://ftp.denx.de/pub/eldk/ - 工具链地址

 

http://ftp.denx.de/pub/u-boot/ - uboot地址

 

http://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2012.04.tar.bz2 下载这个

 

五. 编译uboot

编译uboot需要确定板子，板子和cpu、soc等是密切相关的，看uboot源码根目录下的boards.cfg，可以知道所有支持的板子名字，对应的架构，cpu，厂商等，

因为我们要使用Qemu来模拟这个板子，所以要找到一个Qemu和uboot同时支持的板子，同时还是cortex-a9架构核心的.

boards.cfg中有一行：

 

 ca9x4_ct_vxp                 arm         armv7       vexpress            armltd

 

vexpress 是板子名，arm是架构arch，armv7是cpu，实际也是架构，armltd是厂商vendar
ca9x4_ct_vxp 是配置名。

同时，使用qemu-system-arm -M ?命令，能看到支持的板子列表，其中包括：

 

vexpress-a9          ARM Versatile Express for Cortex-A9 

就是说vexpress 这个板子，在uboot和qemu中，同时支持，且是cortex-a9的.

(1) export ARCH=arm

(2) export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

(3) make ca9x4_ct_vxp_config

(4) make

编译成功后，源码根目录下出现 u-boot u-boot.bin等文件.

 

六. 运行

  1. qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -nographic -kernel u-boot  此命令没有图形只有命令行输出
  2. 或者
    1. qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -serial stdio -kernel u-boot 此命令包括图形和命令行输出

    可以gdb调试：

    注意

    (1)  gdb调试

    qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -kernel u-boot -S -s
    和
    qemu-system-arm -m 256 -kernel u-boot -gdb tcp::1234 -S同一个意思

    -s 表示 -gdb tcp::1234

    -S 表示停下来，另一个终端可用arm-linux-gnueabi-gdb，启动后用参数target remote tcp::1234连接

    当然，连接之前，需要用file 制定一个有符号的目标，比如u-boot .

    同时gdb的 directory命令可以制定源文件的搜索路径.

     (2)  kernel 文件类型

     支持ld链接出来的elf文件，gdb调试端，需要用file加载相应的有调试信息符号的elf文件.

    七. 编译运行linux内核

    1. 获取内核

     

    ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v3.x/linux-3.8.tar.bz2
    2. 编译

     

    export ARCH=arm

    export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

    make clean distclean

    make vexpress_defconfig

    make -j4

    3. 启动

     

    qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -kernel linux/linux-3.8/arch/arm/boot/zImage -append "console=tty0"

     

    八. 根文件系统

    1. busybox编译

    (1) 下载源码

    http://www.busybox.net/downloads/busybox-1.21.0.tar.bz2
    (2) 编译

     

    export ARCH=arm

    export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

    make -j4

    make install

    (3) _install目录就是所有的busybox编译的结果

    2. 制作根文件系统目录

    (0) 根目录

    mkdir rootfs

    cd rootfs

    (1) 目录结构

    mkdir bin etc dev lib proc tmp root home sys usr sbin var mnt

    (2) 运行库-来自工具链

    cp -a /usr/arm-linux-gnueabi/lib/* lib

    (3) 配置文件-来自busybox

    cp -a <busybox_dir>/examples/bootfloppy/etc/* etc

    (4) busybox工具集

    cp -a <busybox_dir>/_install/* .

    (5) 设备文件

    sudo cp -a /dev/console /dev/loop0  /dev/loop1  /dev/null  /dev/ram0  /dev/tty  /dev/tty0  /dev/tty1  /dev/zero /dev

    (6) 修改mdev配置，mdev负责自动生成设备节点,mdev.conf是配置文件

    vi etc/mdev.conf

    1. controlC[0-9] 0:0 0660 =snd/
    2. pcm.* 0:0 0660 =snd/
    3. seq.* 0:0 0660 =snd/
    4. mix.* 0:0 0660 =snd/
    5. timer 0:0 0660 =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

    vi etc/init.d/rcS

    增加

     

    mount -n -t proc none /proc

     

  4.  

    mount -n -t sysfs none /sys

     

  5.  

    mdev -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

    dd if=/dev/zero of=rootfs.img bs=1M count=32 # 32M的镜像

    mkfs.ext3 rootfs.img

    mkdir tmpfs

    sudo mount -o loop rootfs.img tmpfs

    sudo cp -a rootfs/* tmpfs/

    sudo umount tmpfs

     

    rootfs.img中就有了文件系统镜像了，ext3格式.

    4. 文件系统镜像启动qemu - 此时不需要u-boot了，直接启动内核指定参数即可

     

    qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -kernel linux/linux-3.8/arch/arm/boot/zImage -append "root=/dev/mmcblk0 console=tty0 init=/linuxrc" -sd rootfs.img

     

     

    九. qemu网络配置

    0. qemu支持tap网络

    1. ubuntu-12.04本身内核支持了tun设备，所以不用再编译模块了.

    2. 安装nfs

    (1) sudo apt-get install nfs-kernel-server

    (2) sudo vi /etc/exports

     /home/xxxx/work/rootfs/fs *(rw,sync,no_subtree_check,all_squash,insecure,anonuid=1000,anongid=1000)
    (3) service portmap restart

    (4) service nfs restart

    3. 修改qemu网络启动脚本

    sudo vi /etc/qemu-ifup

     

    #!/bin/sh  
    /sbin/ifconfig $1 172.20.0.1
    意思就是说host机器的ip是172.20.0.1

    4. nfs启动内核

     

    sudo qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 256M -kernel linux/linux-3.8/arch/arm/boot/zImage -append "root=/dev/nfs nfsroot=172.20.0.1:/home/rda/work/rootfs/fs rw ip=172.20.0.2:172.20.0.1:172.20.0.1:255.255.255.0 init=/linuxrc console=tty0"   -net nic -net tap 

     

    ip=本机IP:对方IP:网关IP:掩码

    nfsroot=nfs的地址 对方IP:路径 - 和/etc/exports中导出的路径一样

     

    十. GDB和GDBServer的交叉编译和使用

    1. gdbserver

    gdbserver很好用，作为设备端的应用为pc端gdb提供需要的信息，编译也简单

    (1) 下载源码

    gdb-7.5.tar.bz2

     

    地址： ftp://prep.ai.mit.edu/pub/gnu/  

     

    (2) 编译

    cd gdb-7.5/gdb/gdbserver

    ./configure --host=arm-linux-gnueabi --target=arm-linux-gnueabi

    make -j4

    即生成了gdbserver，file查看文件类型，copy到板子上

    (3) 使用

    板子上：

    ./gdbserver localhost:1234 helloworld # helloworld是程序，执行后等待连接

    PC上：

    arm-linux-gnueabi-gdb helloworld

    target remote 172.20.0.2:1234 

    以上连接上，就可以直接调试了

    2. gdb

    (1)  源码 - gdb依赖termcap库

     

    termcap-1.3.1.tar.gz

    地址： ftp://prep.ai.mit.edu/pub/gnu/ 

    (2) 交叉编译termcap

    cd termcap-1.3.1

    ./configure

    后，修改Makefile如下

    vi Makefile

    CC = arm-linux-gnueabi-gcc

    AR = arm-linux-gnueabi-ar

    RANLIB = arm-linux-gnueabi-ranlib

    make

    (3) 交叉编译GDB

    把刚编译出的libtermcap.a复制到gdb-7.5/gdb

    cp -a libtermcap.a gdb-7.5/gdb

    cd gdb-7.5

    修改gdb/configure

    case $host_os in

        cygwin*)

           if test -d $srcdir/libtermcap; then

    ........

    esac

    ------->

    ac_cv_search_rgetent="libtermcap.a"

    配置

    ./configure --target=arm-linux-gnueabi --host=arm-linux-gnueabi 

    make -j4

    (4) 运行GDB

    GDB复制到板子上，就和调试PC程序一样了.

     

十一. 问题

 1. 参考链接

http://www.linuxidc.com/Linux/2012-07/65478.htm

 

http://www.cnblogs.com/huqingyu/archive/2005/04/03/131102.html QEMU网络

 

2. uboot出现问题
DRAM:  256 MiB
WARNING: Caches not enabled
Flash: ## Unknown flash on Bank 1 - Size = 0x00000000 = 0 MB
## Unknown flash on Bank 2 - Size = 0x00000000 = 0 MB
*** failed ***
### ERROR ### Please RESET the board ###

 

如果在检测Flash failed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。


3. gdb运行出现

 

"Remote ‘g’ packet reply is too long"
  在gdb/remote.c中
  注释掉：
       
if (buf_len > 2 * rsa->sizeof_g_packet)            error (_(“Remote ‘g’ packet reply is too long: %s”), rs->buf);

  并在后面添加：
 
if (buf_len > 2 * rsa->sizeof_g_packet) {       rsa->sizeof_g_packet = buf_len ;       for (i = 0; i < gdbarch_num_regs (gdbarch); i++)       {          if (rsa->regs[i].pnum == -1)          continue;           if (rsa->regs[i].offset >= rsa->sizeof_g_packet)          rsa->regs[i].in_g_packet = 0;          else          rsa->regs[i].in_g_packet = 1;       }    }
原因是gdbserver给的register个数过多，具体看代码即可.

 

4. 高版本gdb可能会遇到调试错误，段错误等，可以换用低版本gdb，如gdb-7.0,gdb-6.8

gdb-7.0a这个版本是好用的.

5. 如果出现编译错误

Werror相关的，那么配置的时候:

./configure --enable-werror=no ......

6. 注意gdbserver和gdb要用同一版本的 

7. gdb和gdbserver通信过程中，共享库符号问题

因为板子上的库路径和pc库路径不同，所以pc上gdb可能出现加载不了动态库的问题，方法是：

set solib-absolute-prefix /usr/arm-linux-gnueabi/

set solib-search-path /uar/arm-linux-gnueabi/lib/

posted on 2013-03-01 13:16  linucos  阅读(6685)  评论(0)  编辑  收藏  举报