qemu使用uboot通过网络加载 linux kernel

qemu使用uboot通过网络加载 linux kernel。

参考文章:

https://www.cnblogs.com/edver/p/12117349.html

https://www.zhaixue.cc/qemu/qemu-u-boot.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/547338158

http://m.blog.chinaunix.net/uid-20788636-id-1841290.html

 

原理图:

通过网桥，将OS镜像(uImage)，通过网络协议下载到U-Boot中，从而通过U-Boot启动OS：

 

如果有人出现了uboot第一次执行下载时失败，但后面正常，则可以参考我这里对.h代码的修改，即执行下载命令前，先ping一下。

#!/bin/sh



# 1.
# 修改busybox的Makefile的两个变量为:
#   ARCH ?= arm
#   CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabi-
#
cd u-boot-2022.10/
vim Makefile





# 2.
# 编译, 如果出现错误, 安装: sudo apt install libssl-dev
make vexpress_ca9x4_defconfig
make -j 4





# 3.
# 使用qemu启动u-boot进行测试
sh testiboot/test_uboot.sh
#       test_uboot.sh内容
#       #!/bin/sh
#       # 测试u-boot
#       # 上级路径
#       top_path="/home/thinks2/ProgramProject/qemu_study/"
#       src_path="tftpboot/u-boot"
#       # 内核文件路径
#       kernel_path=${top_path}${src_path}
#       qemu-system-arm \
#           -M vexpress-a9 \
#           -m 512M \
#           -kernel ${kernel_path} \
#           -sd rootfs.ext3 \
#           -nographic \





# 4. 
# 准备uImage内核, 指定加载地址, 编译uImage
cd ..
cd linux-4.19.269/
make LOADADDR=0x60003000 uImage  -j 4





# 5.
# 细心的朋友发现, 目前加载u-boot的方法使用还是-kernel选项, 也就是把u-boot当做内核挂载的,
# 而真实的系统启动, 不可能同时挂载两个内核启动(只能选择一个启动). 那么, 如何来模拟呢?
#
# u-boot实体机中, 我们常常采用tftp引导内核, 我们也可以在启动u-boot以后, 让u-boot通过tftp引导内核.
# 需要做两件事情:
#   1.搭建好tftp环境
#   2.构建网桥, 让qemu可以访问, 从而让qemu和ubuntu之间可以通过该网桥来访问



# 安装tftp和相关依赖, 设置好路径
sudo apt install tftp-hpa tftpd-hpa xinetd uml-utilities bridge-utils



# 设置tftp配置路径文件
sudo vim /etc/default/tftpd-hpa
# 将下面的内容复制近来
TFTP_USERNAME="tftp"
TFTP_DIRECTORY="/home/thinks2/ProgramProject/qemu_study/tftpboot" # 该路径即为tftp可以访问到的路径
TFTP_ADDRESS=":69"
TFTP_OPTIONS="--secure"
# 重启tftp服务
sudo /etc/init.d/tftpd-hpa restart



# 配置完以后, 创建tftp目录, 给最高权限. 把内核, 设备树, 根文件系统,u-boot全部复制到这里
cd ..
mkdir tftpboot
cd tftpboot
cp ../u-boot-2022.10/u-boot ./
cp ../linux-4.19.269/arch/arm/boot/uImage ./
cp ../linux-4.19.269/arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb ./





# 6.
# 修改网卡信息, 设置桥接
ifconfig    # 查看网卡名



# 修改/etc/netplan/01-network-manager-all.yaml的信息配置:
sudo vim /etc/netplan/01-network-manager-all.yaml
# t添加以下内容:
ethernets:
  # 这里设置的是你还需要上网的网卡, ifconfig查看
  wlp0s20f3:
    dhcp4: yes
 
  # 这里设置的是网桥br0需要接入的网卡, 进行静态IP设置, ifconfig查看
  enp0s31f6:
    dhcp4: no
    addresses: [192.168.70.50/24]



bridges:
  #这里设置的是br0网桥, 进行静态IP设置
  br0:
    dhcp4: no
    interfaces:
      # 声明br0网桥接入的网卡是enp0s31f6
      - enp0s31f6
    addresses: [192.168.70.30/24]



# 输入sudo netplan apply使其生效, 再输入ifconfig查看网卡信息
sudo netplan apply
ifconfig





# 7.
# 修改/etc/qemu-ifdown信息配置
sudo vim /etc/qemu-ifdown
# 添加以下内容:
echo sudo brctl delif br0 $1
sudo brctl delif br0 $1



echo sudo tunctl -d $1
sudo tunctl -d $1



echo brctl show
brctl show





# 8.
# 修改/etc/qemu-ifup信息配置
sudo vim /etc/qemu-ifup
# 添加以下内容:
echo sudo tunctl -u $(id -un) -t $1
sudo tunctl -u $(id -un) -t $1



echo sudo ifconfig $1 0.0.0.0 promisc up
sudo ifconfig $1 0.0.0.0 promisc up



echo sudo brctl addif br0 $1
sudo brctl addif br0 $1



echo brctl show
brctl show



# 这里设置的是网桥br0的地址: 该地址不能与宿主机的ip相同
sudo ifconfig br0 192.168.70.30





# 9.
# 给 u-boot-2022.10/include/configs/vexpress_common.h添加代码:
#     /*
#         1. 设置u-boot这边的地址(和br0同一网段即可)
#         CONFIG_IPADDR   192.168.70.40
#     
#         2. 设置服务器地址(即br0网桥的地址)
#         CONFIG_SERVERIP 192.168.70.30
#     */
#     #define CONFIG_IPADDR   192.168.70.40
#     #define CONFIG_SERVERIP 192.168.70.30
#     #define CONFIG_NETMASK  255.255.255.0
#
#
#     /*
#       必须: make menuconfig -> Boot options -> 勾除Enable a default value or bootcmd
#         1. 从tft下载uImage
#         tftp 0x60003000 uImage
#     
#         2. 从tftp下载设备树
#         tftp 0x60500000 vexpress-v2p-ca9.dtb
#     
#         3. 设置根文件系统挂载位置、权限、控制台设备
#         setenv bootargs "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0"
#     
#         4. 设置启动地址
#         bootm 0x60003000-0x60500000
#     */
#
#
#     *********** 这里需要注意: ***********
#     新版本的uboot有一个配置u-boot启动时是否执行指令的选项: make menuconfig -> Boot options -> Enable a default value or bootcmd
#     1. 当勾选该选项后, 在.config文件中, 会出现一个参数: CONFIG_BOOTCOMMAND
#        这时, 修改.config文件中的该参数: .config -> CONFIG_BOOTCOMMAND 为命令字符串(以一行的格式)
#        .config会在make的时候, 自动生存autocfg.h文件, 这个头文件里会进行宏定义CONFIG_BOOTCOMMAND
#       
#     2. 如果不想修改.config文件, 需要勾除该选项,
#        勾除该选项后, 在.config文件中, 会删掉参数: CONFIG_BOOTCOMMAND
#        这时, 可以在u-boot-2022.10/include/configs/vexpress_common.h代码中添加下面的头文件定义即可
#
#     图方便的话, 建议使用方法2
#     ************************************
#
#     /* 必须: make menuconfig -> Boot options -> 勾除Enable a default value or bootcmd */
#     #ifndef CONFIG_BOOTCOMMAND
#     #define PING_COMMAND "ping 192.168.70.30;"
#     #define CONFIG_BOOTCOMMAND \
#         PING_COMMAND \
#         "tftp 0x60003000 uImage;" \
#         "tftp 0x60500000 vexpress-v2p-ca9.dtb;" \
#         "setenv bootargs 'root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0';" \
#         "bootm 0x60003000 - 0x60500000;"
#     #endif
#
#     如果是在新版本的u-boot上, 可能使用上面的写法无法设置ipaddr, serverip, 则使用下面的代码:
#
#     #ifndef CONFIG_BOOTCOMMAND
#     
#     #define SET_IPADDR "setenv ipaddr 192.168.131.130;"
#     #define SET_SERVERIP "setenv serverip 192.168.131.100;"
#     #define PING_COMMAND "ping 192.168.131.100;"
#     
#     #define CONFIG_BOOTCOMMAND \
#         SET_IPADDR \
#         SET_SERVERIP \
#         PING_COMMAND \
#         "tftp 0x60003000 uImage;" \
#         "tftp 0x60500000 vexpress-v2p-ca9.dtb;" \
#         "setenv bootargs 'root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0';" \
#         "bootm 0x60003000 - 0x60500000;"
#     #endif
#
cd ..
cd u-boot-2022.10/
vim include/configs/vexpress_common.h



# 重新编译u-boot
make -j 4



# 将编译好的u-boot镜像复制到tftpboot里
cd ..
cp u-boot-2022.10/u-boot tftpboot/



#
# 手动设置:
# # 设置u-boot这边的地址(和br0同一网段即可)
# setenv ipaddr   192.168.70.40
# # 设置服务器地址(br0网桥的地址: 该地址不能与宿主机的ip相同)
# setenv serverip 192.168.70.30
# # 从tft下载uImage
# tftp 0x60003000 uImage
# # 从tftp下载设备树
# tftp 0x60500000 vexpress-v2p-ca9.dtb
# # 设置根文件系统挂载位置、权限、控制台设备
# setenv bootargs "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0"
# # 设置启动地址
# bootm 0x60003000 - 0x60500000
#




# 10.
# 修改test_uboot.sh, 添加:
#   -nic tap,ifname=tap0 \
#   -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" \
vim test_uboot.sh
# 输入启动指令, 需要以sudo方式启动test_uboot.sh再启动
sudo sh test_uboot.sh
#       test_uboot.sh内容:
#       #!/bin/sh
#       # 测试u-boot
#       # 上级路径
#       top_path="/home/thinks2/ProgramProject/qemu_study/"
#       src_path="tftpboot/u-boot"
#       # 内核文件路径
#       kernel_path=${top_path}${src_path}
#       qemu-system-arm \
#           -M vexpress-a9 \
#           -m 512M \
#           -kernel ${kernel_path} \
#           -nic tap,ifname=tap0 \
#           -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" \
#           -sd rootfs.ext3 \
#           -nographic \

 

 

最终的qemu的加载运行脚本test_uboot.sh:

 

#!/bin/sh



# 测试u-boot



# 上级路径
top_path="/home/thinks2/ProgramProject/qemu_study/"
src_path="tftpboot/u-boot"



# 内核文件路径
kernel_path=${top_path}${src_path}



qemu-system-arm \
    -M vexpress-a9 \
    -m 512M \
    -kernel ${kernel_path} \
    -nic tap,ifname=tap0 \
    -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" \
    -sd rootfs.ext3 \
    -nographic \