QEMU仿真树莓派

QEMU是一套由Fabrice Bellard所编写的模拟处理器的自由软件。它与Bochs，PearPC近似，但其具有某些后两者所不具备的特性，如高速度及跨平台的特性。在QEMU的安装文件夹下有一系列可执行文件，例如：qemu-system-i386.exe，qemu-system-aarch64.exe，等这些可执行文件就是对应处理器的模拟器，用户通过执行这些程序，通过在可执行文件后面附加参数的形式，决定模拟器在模拟对应的处理器时加载哪些设备和哪些程序，由于QEMU模拟的设备数量远远超过我们常用的VMware等虚拟机软件，所以启动时用到的命令行也非常复杂，不像虚拟机软件可以傻瓜式的操作。 ref: https://zhuanlan.zhihu.com/p/452590356

qemu的安装

参考上面知乎的文章，选择Windows 64bit 版本是 qemu-w64-setup-20211215.exe： ref: https://qemu.weilnetz.de/w64/2021/

模拟树莓派1代

Qemu没有内置树莓派1代的开发板，通过versatilepb的开发板进行模拟，效果和树莓派一代一样。需要准备下列文件：

树莓派1代镜像：2019-09-26-raspbian-buster-lite.img. (树莓派精简版镜像,没有GUI，实际上只用到里面的配置、驱动、根文件系) ref:https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_lite/images/raspbian_lite-2019-09-30/内核镜像：kernel-qemu-4.19.50-buster模拟versatilepb这块电路版: versatile-pb-buster.dtb

cd D:\Program Files\qemu

qemu-system-arm.exe -M versatilepb -cpu arm1176 -drive format=raw,file=D:\Rasppi\Img\2019-09-26-raspbian-buster-lite.img -net nic -net user,hostfwd=tcp::5022-:22 -dtb D:\Rasppi\KernelA\versatile-pb-buster.dtb -kernel D:\Rasppi\KernelA\kernel-qemu-4.19.50-buster -append "root=/dev/sda2 panic=1 rootfstype=ext4 rw" -serial stdio -usb

命令参数解释： qemu-system-arm.exe：运行arm模拟器，后面跟随参数

-M versatilepb 模拟versatilepb这块电路版

-cpu arm1176 CPU是arm1126

-m256 内存256M

-drive format=raw,file=D:\Rasppi\Img\2019-09-26-raspbian-buster-lite.img 存储器加载的镜像和格式

-net user,hostfwd=tcp::5022-:22 网卡使用NAT模式，将主机的5022映射到虚拟机22口 便于SSH。

-dtb D:\Rasppi\KernelA\versatile-pb-buster.dtb 设备树使用第一步下载的

-kernel D:\Rasppi\KernelA\kernel-qemu-4.19.50-buster 系统内核也是使用 下载的。

-append 附加命令，比较复杂不做解释复制即可，如不懂不要更改

-serial stdio 将CMD命令行用作标准输入输出，你可以通过CMD命令行对虚拟机发送命令，而不必使用虚拟机的显示和输入。便于使用

在ubuntu 上安装qemu

ref: https://blog.csdn.net/weixin_42231571/article/details/139942235

qemu-img create -f qcow2 test-vm.qcow2 10G

# qemu-img 使用qemu-img来创建虚拟机镜像，

# 用来模拟虚拟机的硬盘

# -f 用于指定镜像的格式

# qcow2 是qemu最常用的镜像格式,

# 采用来写时复制技术来优化性能

# test-vm.qcow2 是镜像文件的名字

# 10G 是镜像文件大小

qemu-system-x86_64 test-vm.qcow2

# qemu-system-x86 用来启动x86架构的虚拟机

# 因为未给虚拟机安装操作系统，

# 所以会提示 “No bootable device”

qemu-system-x86_64 -m 2048 -enable-kvm test-vm.qcow2 \

-cdrom ./Win11_23H2_Chinese_Simplified_x64v2.iso

# -m 指定虚拟机内存大小，默认单位是MB

# -enable-kvm 使用KVM进行加速

# -cdrom 添加Win11的安装镜像，也可以是其他安装镜像文件

# 可在弹出的窗口中操作虚拟机，安装操作系统，安装完

# 成后重起虚拟机便会从硬盘 ( test-vm.qcow2 ) 启动

qemu-system-x86_64 -m 2048 -enable-kvm test-vm.qcow2

# 安装完操作系统镜像之后，使用该命令来启动硬盘（test-vm.qcow2）

# 中的操作系统

qemu-img -h

# 查看qemu-img支持的文件格式

安装及运行RISC-V64架构的镜像

# 参考链接

https://www.cnblogs.com/orangeQWJ/p/18171574

# 1.前期准备

ubuntu镜像下载：

https://cdimage.ubuntu.com/releases/

安装qemu软件opensbi和u-boot-qemu：

sudo apt-get install qemu-system-misc opensbi u-boot-qemu

# qemu-system-misc是QEMU用于模拟虚拟RISC芯片及CLINT，PLIC等设备

# opensbi提供以机器模式运行的SBI运行环境

# u-boot-qemu是实现UEFI API并加载GRUB的固件（uboot）

安装好以后，这两个文件所在路径：

/usr/lib/riscv64-linux-gnu/opensbi/generic/fw_jump.bin

/usr/lib/u-boot/qemu-riscv64_smode/u-boot.bin

# 其中.bin文件是由objdump命令从ELF文件中，拷贝出.text段和.data段

# 及.rodata段，如：

objdump -O binary input.elf output.bin

# -O binary 指定了输出的目标文件格式为二进制格式

# 2.创建一个10GB的虚拟磁盘，并将镜像写入虚拟空磁盘

dd if=/dev/zero of=riscv_disk.img bs=1M count=1024

dd if=ubuntu-22.04.3-preinstalled-server-riscv64+unmatched.img \

of=riscv_disk.img

# 3.启动一个带有2GB RAM，4个CPU核和一个硬盘的RISC-V 64位的虚拟机，

# 使用uboot启动，并设置了网络端口转发

qemu-system-riscv64 \

-M virt \

-m 2048M \

-smp 4 \

-bios ./fw_jump.bin \

-kernel ./u-boot.bin \

-drive file=./riscv_disk.img,format=raw,id=hd0 \

-device virtio-blk-device,drive=hd0 \

-netdev user,id=net0,hostfwd=tcp::2222-:22 \

-device virtio-net-device,netdev=net0 \

-nographic \

-device virtio-rng-pci

# qemu-system-riscv64 用于启动一个RISC-V64位的虚拟机

# -M virt 选择QEMU虚拟机的类型为virt（通用）

# -m 2048M 设置虚拟机的内存大小为2GB

# -smp 4 设置虚拟机的 CPU 核心数为4

# -bios ./fw_jump.bin 指定BIOS文件

# 可指定为/usr/lib/riscv64-linux-gnu/opensbi/generic/fw_jump.bin

# -kernel ./u-boot.bin 指定内核映像文件

# 可指定为/usr/lib/u-boot/qemu-riscv64_smode/u-boot.bin

# -drive file=./riscv_disk.img,format=raw,id=hd0

# 定义一个驱动器，

# file 指定磁盘映像文件，

# format 指定磁盘映像的格式为raw，

# id 给这个驱动器一个标识符

# -device virtio-blk-device,drive=hd0

# 添加一个设备，并关联前面定义的驱动器

# virtio-blk-device 这是一个块设备

# drive 指定与此设备关联的驱动器

# -netdev user,id=net0,hostfwd=tcp::2222-:22

# 定义一个网络设备，

# user 使用用户模式网络堆栈

# id 给这个网络设备一个标识符

# hostfwd 设置端口转发，将宿主机的2222

# 端口转发到虚拟机的22端口

# -device virtio-net-device,netdev=net0

# 添加一个网络设备，并关联前面的网络设备,

# virtio-net-device 这是一个网络设备

# netdev 指定与此设备关联的网络设备

# -nographic 不使用图形界面，仅使用命令行界面

# -device virtio-rng-pci

# 添加一个设备，这是一个随机数生成器

# 以上命令运行成功之后，就直接进入到ubuntu登录界面，

# 第一次的用户及密码为ubuntu/ubuntu

# 4.登录ssh登录qemu虚拟机

ssh ubuntu@localhost -p 2222

# 5. 退出qemu

sudo shutdown -h now

或

Ctrl+A，然后x