使用QEMU模拟搭建ARM开发平台（三）——添加SCSI和MTD以及NAND f

使用versatile_defconfig编译的内核不能满足要求，现在，添加SCSI磁盘，MTD以及NAND flash的支持。

交叉编译linux内核

下载codesourcery的交叉编译工具链 https://sourcery.mentor.com/sgpp/lite/arm/portal/subscription?@template=lite， 选择目标OS为GNU/Linux。下载后解压，将/path/to/arm-2011.03/bin 添加到PATH中。

$ cd linux-2.6.39.2 $ make ARCH=arm versatile_defconfig $ make ARCH=arm menuconfig Kernel Features -> Use the ARM EABI to compile the kernel -> Allow old ABI binaries to run with this kernel (EXPERIMENTAL) $ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

编译完成后，会在arch/arm/boot/目录下生成zImage，可以使用qemu来测试编译的内核是否可以启动，如果没有安装qemu，则安装

可以看到，内核能启动，但是由于没有根文件系统而panic。

构建根文件系统

将codesourcery工具链中针对arm的lib库复制到根文件系统中，这一步是可选的，因为在下面将把busybox编译成静态链接的包。

将库文件strip，减小大小，可选的。

提示libgcc_s.so不能识别，没关系，它是一个ASCII ld脚本，忽略即可。 现在，编译busybox-1.18.5

如果不将busybox编译成静态链接程序，那么前面的复制lib工作就是必须的。

可以看到，内核还是发生了panic，报错没有根文件系统，这里已经不是由kernel直接报错，而是有rootfs.img报错，因为它试图挂载真正的根文件系统。可以做如下测试

现在，尽管最后还是panic，但是并不是没有合适的root=参数了，而是文件系统不能正确挂载。再进一步

可以发现，现在不再发生panic了，因为系统不再试图挂载真正的根文件系统。现在启动到了initramfs中，由于没有启动一个设备管理器，没有挂载proc,sysfs文件系统，busybox不能很好的工作，可以做如下测试

当busybox的/sbin/init启动后，会提示很多错误，包括没有设备文件等。现在来解决这个问题。

现在，系统可以工作正常了，出现了提示

编译mtd-utils

在Makefile中，将gcc,ar,ranlib命令加上前缀arm-none-linux-gnueabi-

现在，需要对mtd-utils打一个编译补丁，设置相应的头文件和库目录为刚才已经编译好的zlib,lzo。

注意：上面的PREFIX变量的值设置为zlib和lzo的安装目录！

然后，运行如下命令编译

由于ubifs有额外的依赖关系，所以这里暂不编译ubifs，补丁中有一行删除了对ubifs的编译。。

支持SCSI，MTD， NAND flash

$ make ARCH=arm menuconfig menuconfig需要配置的选项如下 Kernel Features * --> Use the ARM EABI to compile the kernel * --> Allow old ABI binaries to run with this kernel (EXPERIMENTAL) Bus support * --> PCI support Device Drivers --> Generic Driver Options /sbin/mdev path to uevent helper // 这样，mdev能够帮助动态创建删除设备 * --> Memory Technology Device MTD support --> Self-contained MTD device drivers [*|M] --> MTD using block device  --> NAND Device Support  --> Support for NAND flash Simulator  generic platform NAND driver  --> Enable UBI - Unsorted block images  --> MTD device emulation driver gluebi --> SCSI device support * --> SCSI disk support  --> SCSI low-level drivers <*> --> SYM53C8XX Version 2 SCSI support // 一定要选，否则不能支持SCSI设备  --> File systems  --> Miscellaneous filesystems  --> UBIFS file system support

现在重新编译

重新打包rootfs

$ cd /path/to/rootfs $ find . | cpio -o -H newc | gzip -9 > ../rootfs.img

用qemu模拟

启动过后，就可以使用block2mtd来模拟MTD设备，也可以使用nandsim模块来模拟NAND flash设备，由于添加了/sbin/mdev为uevent helper，所以会在/dev/目录下自动创建/删除相应的设备。

今天看了《Embedded Programming with the GNU Toolchain》一文，其中介绍了利用QEMU进行ARM编程实验的一种方法。基本思想是，在一个X86的Linux开发机中安装一种称为codesourcery-tools的GNU工具链，该工具链中包含了交叉编译器，利用该工具链在宿主机中编译出ARM的可执行文件，然后利用QEMU仿真一个PXA255（connex）目标机，并将可执行文件加载到目标机中运行。

这种方法简便易行，但由于在开发机中缺少操作系统，因此在汇编语言程序中无法引发系统调用。此外，每次交叉编译完成后还要启动QEMU加载可执行文件，这也比较麻烦。因此想搭建一个运行在ARM上完整的Linux系统，能够在其中方便地进行汇编编程。在网上发现了一篇文章《Emulate an ARM Plaform with QEMU on Ubuntu 10.10》，其中采用的方法能够满足我的需要，因此进行了相应的实验（下面的操作都采用root用户身份）。
这种方法的基本思路是在一个Linux宿主机中利用QEMU运行一个虚拟机，并在虚拟机中安装一个完整的基于ARM平台的Linux环境，然后在虚拟机中安装必要的开发工具。这样，就可以在虚拟机中直接进行编程。具体的配置过程如下：

1. 宿主机是X86，其中安装了Ubuntu 12.04。首先在宿主机中安装QEMU。
   apt-get install qemu-kvm qemu-kvm-extras
2. Debian提供了ARM平台的内核镜像文件和initrd文件，利用这两个文件启动QEMU后可以开始一个安装过程，在QEMU的虚拟硬盘中安装一个基于ARM平台的基本操作环境。
   mkdir arm-emul; cd arm-emul
   wget ftp://ftp.debian.org/debian/dists/squeeze/main/installer-armel/current/images/versatile/netboot/vmlinuz-2.6.32-5-versatile
   wget ftp://ftp.debian.org/debian/dists/squeeze/main/installer-armel/current/images/versatile/netboot/initrd.gz
3. 创建虚拟硬盘。
   qemu-img create -f raw hda.img 2G
4. 启动QEMU创建一个versatilepb虚拟机，并开始安装过程。该安装过程需要从Debian服务器下载安装文件，因此在启动QEMU之前应保证宿主机已经连接Internet。
   qemu-system-arm -m 256 -M versatilepb -kernel vmlinuz-2.6.32-5-versatile -initrd initrd.gz -hda hda.img -append "root=/dev/ram"
   整个安装过程与通常Debian或Ubuntu的安装过程类似，只是在最后阶段选择软件包的时候可以将SSH服务器选上，这样今后可以通过SSH远程登录虚拟机。由于虚拟机是文本界面，其窗口较小，在宿主机中远程登录虚拟机后就可以在较大的终端窗口中进行编程。
   qemu-system-arm -m 256 -M versatilepb -kernel vmlinuz-2.6.32-5-versatile -initrd initrd.gz -hda hda.img -append "root=/dev/ram"
5. 安装完成后，需要将虚拟机硬盘中的initrd文件拷贝到宿主机中。为此，应将虚拟机关闭，然后将虚拟硬盘中用于存储根文件系统的分区挂载到指定的目录，最后将文件复制出来。在挂载之前应先计算出硬盘分区的偏移量。具体的计算方法见《如何挂载一个镜像文件》一文。
   mount -o loop,offset=1048576 hda.img /mnt
   cp /mnt/boot/initrd.img-2.6.32-5-versatile .
   umount /mnt
6. 编写一个启动脚本，用于在宿主机中启用TAP，然后启动虚拟机。虚拟机与宿主机在同一个网段中，并假设该网段中有DHCP服务器。如不存在DHCP服务，则需要相应地修改脚本。
   #! /bin/sh
   
   ifconfig eth0 down??????????????????
   brctl addbr br0?????????????????????
   brctl addif br0 eth0???????????????
   ifconfig br0 0.0.0.0 promisc up?????
   ifconfig eth0 0.0.0.0 promisc up????
   dhclient br0????????????????????????
   tunctl -t tap0 -u root??????????????
   brctl addif br0 tap0????????????????
   ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up???
   
   qemu-system-arm -m 256 -M versatilepb -kernel vmlinuz-2.6.32-5-versatile -initrd initrd.img-2.6.32-5-versatile -hda hda.img -append "root=/dev/sda1" -net nic -net tap,ifname=tap0,script=no,downscript=no
7. 重新启动虚拟机后，安装编程所需要的工具。
   apt-get install build-essential?? # 工具链
   apt-get install jed?????????????? # 编辑器
8. 在宿主机中开一个终端窗口，执行ssh命令远程登录虚拟机。现在就可以开始ARM的编程了。