qemu(2) -- 定制开发板

1. 前言

qemu支持自定义开发板，本文就记录一下折腾的过程。基于qemu-10.0.0-rc3添加x210vb3s开发板。

2. 添加板卡文件

网上参考了一些文章，有些文章使用的版本和我的不一样，折腾起来费了点时间，最后发现还是直接参考qemu中已有的开发板文件比较快捷，经过一些尝试，最后选择参考hw/arm/xilinx_zynq.c来编写我的开发板文件，并经过一番尝试，移除了一些无关紧要的代码，得到一个能运行的最简版本。

新增hw/arm/x210vb3s.c

#include "qemu/osdep.h"
#include "hw/boards.h"
#include "hw/arm/boot.h"
#include "hw/loader.h"
#include "qapi/error.h"struct BoardState {/*< private >*/MachineState parent;/*< public >*/ARMCPU *cpu[1];MemoryRegion iram;MemoryRegion dram;
};/* 此处定义的宏的名字是局部的，字符串“x210bv3s”需要全局唯一 */
#define TYPE_BOARD MACHINE_TYPE_NAME("x210bv3s")
OBJECT_DECLARE_SIMPLE_TYPE(BoardState, BOARD)static struct arm_boot_info boot_info = {/* 该值需要比-kernel指定的可执行文件要大，此处0x18000(96KB)是iRAM的大小，运行裸机程序时，-kernel后面应当指定elf文件 */.ram_size = 0x18000,
};static void board_init(MachineState *ms)
{BoardState *s = BOARD(ms);MachineClass *mc = MACHINE_GET_CLASS(ms);MemoryRegion *system_mem = get_system_memory();/* 创建CPU，如果不创建，qemu启动后会提示无CPU */Object *cpuobj = object_new(mc->default_cpu_type);qdev_realize(DEVICE(cpuobj), NULL, &error_fatal);s->cpu[0] = ARM_CPU(cpuobj);/* 创建iRAM，如果不添加内存，则qemu启动后无法访问任何内存，程序也不能正常加载和执行 *//* iRAM: 0xD0020000-0xD0038000:96KB */memory_region_init_ram(&s->iram, NULL, "iram",0xD0038000-0xD0020000, &error_fatal);memory_region_add_subregion(system_mem, 0xD0020000, &s->iram);/* 启动-kernel的加载，不执行该函数qemu可以连接gdb，但是不会执行-kernel指定的文件 */arm_load_kernel(s->cpu[0], ms, &boot_info);
}static void board_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
{MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);static const char * const valid_cpu_types[] = {ARM_CPU_TYPE_NAME("cortex-a8"),NULL};mc->desc = "X210BV3S S5PV210 (Cortex-A8)";mc->default_cpu_type = ARM_CPU_TYPE_NAME("cortex-a8");mc->valid_cpu_types = valid_cpu_types;mc->init = board_init;/* 定义该值为true，程序访问非法内存时不会产生内存访问异常 */mc->ignore_memory_transaction_failures = false;
}static const TypeInfo board_info = {.name = TYPE_BOARD,.parent = TYPE_MACHINE,.instance_size = sizeof(BoardState),.class_init = board_class_init,
};static void machine_register(void)
{type_register_static(&board_info);
}type_init(machine_register)

3. 修改编译文件

hw/arm/Kconfig，按照已有内容格式添加如下内容，可以添加到文件结尾处，default y表示启动编译，否者不会参与编译。

config X210BV3Sbooldefault y

hw/arm/meson.build，按照已有内容添加如下内容，注意是arm_ss不是system_ss，这个问题也折腾了我好久，它们两个都会被编译，但是编译的参数略有不同，此处的编译条件CONFIG_X210BV3S已经在hw/arm/Kconfig中使能了，所以会被编译。

arm_ss.add(when: 'CONFIG_X210BV3S', if_true: files('x210bv3s.c'))

4. 重新编译

# 启动容器，需要在容器中编译，我之前的容器停止了，此处直接启动即可
$ docker start -i qemu
# 此处进入容器环境
$ cd /qemu/build
# 重新配置工程，只编译qemu-system-arm程序
$ ../configure --target-list=arm-softmmu
# 此时是追加编译很快就结束了
$ make -j24
# 查看新增的开发板，已经存在了
$ ./qemu-system-arm -M help
x210bv3s             X210BV3S S5PV210 (Cortex-A8)

5. 运行

参考qemu(1) – 安装中的ctr0.S，此处仍运行该程序。

# 因为没有将arm-none-eabi工具链挂载到容器中，测试多有不便，所以我们可以在wsl中运行qemu-system-arm程序
$ cd qemu-10.0.0-rc3/build
# 启动qemu，~/workspace/arm/x210bv3s/bare/start/crt0.elf是我之前创建crt0.S测试文件的位置
$ ./qemu-system-arm -M x210bv3s -kernel ~/workspace/arm/x210bv3s/bare/start/crt0.elf -S -s
# 新启动一个窗口，运行arm-none-eabi-gdb，测试一切正常

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