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QEMU ARM 速查手册

本文档是 QEMU ARM 系统模拟的快速参考，配合 scripts/qemu-run.sh 脚本使用。

常用命令

查看 QEMU 支持的平台

# ARM64
qemu-system-aarch64 -M help

# ARM32
qemu-system-arm -M help

查看支持的 CPU 类型

qemu-system-aarch64 -cpu help
qemu-system-arm -cpu help

查看支持的设备

qemu-system-aarch64 -device help

直接启动 QEMU（不使用脚本）

# ARM64 virt
qemu-system-aarch64 \
  -M virt \
  -cpu cortex-a72 \
  -m 1G \
  -smp 2 \
  -kernel Image \
  -nographic \
  -serial mon:stdio

# ARM32 vexpress
qemu-system-arm \
  -M vexpress-a9 \
  -cpu cortex-a9 \
  -m 512M \
  -kernel zImage \
  -dtb vexpress-v2p-ca9.dtb \
  -nographic \
  -serial mon:stdio

QEMU virt machine 硬件规格

ARM64 virt

设备 类型 内核驱动 设备节点/备注
UART PL011 amba-pl011 ttyAMA0
RTC PL031 arm-pl031
网卡 VirtIO-net virtio_net
存储 VirtIO-blk virtio_blk
GPIO VirtIO-gpio virtio_gpio
PCI PCIe host pcie-port
中断 GIC v3/v4 irq-gic-*
定时器 ARMv8 Arch Timer arch_timer

ARM32 vexpress

设备 类型 内核驱动 设备节点
UART PL011 amba-pl011 ttyAMA0
以太网 LAN9118 smsc911x eth0
显示 PL111 CLCD pl111 fb0
RTC PL031 pl031
中断 GIC irq-gic

内核配置建议

ARM64 defconfig

# 基础配置（包含 VirtIO 支持）
make ARCH=aarch64 defconfig

# 确保 CONFIG_VIRTIO=y
CONFIG_VIRTIO=y
CONFIG_VIRTIO_PCI=y
CONFIG_VIRTIO_BLK=y
CONFIG_VIRTIO_NET=y
CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011=y
CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011_CONSOLE=y

ARM32 vexpress_defconfig

make ARCH=arm vexpress_defconfig

串口操作

QEMU 串口快捷键

按键 功能
Ctrl+A, X 退出 QEMU
Ctrl+A, C 切换到 QEMU monitor
Ctrl+A, Z 查看帮助

在 QEMU monitor 中

(qemu) info version      # QEMU 版本
(qemu) info status       # 运行状态
(qemu) info cpus         # CPU 信息
(qemu) info mem          # 内存信息
(qemu) info qtree        # 设备树
(qemu) quit              # 退出

网络配置

User-mode 网络（默认）

最简单，无需额外配置，但只能从 guest 访问 host，不能反向访问。

# 启用 user-mode 网络
QEMU_NET=on ./scripts/qemu-run.sh run

# 默认端口转发：2222 → 22
# 可在 guest 内使用 ssh 连接 host: ssh -p 2222 user@10.0.2.2

TAP 网络（高级）

需要配置 TAP 设备和 bridge，可以实现完整的双向网络。

# 创建 TAP 设备（需要 root）
sudo ip tuntap add dev tap0 mode tap
sudo ip link set tap0 up

# 添加到 bridge
sudo ip link add br0 type bridge
sudo ip link set br0 up
sudo ip link set tap0 master br0

# 使用 TAP 网络
QEMU_NET=on QEMU_NET_TAP=on QEMU_TAP_IF=tap0 ./scripts/qemu-run.sh run

GDB 调试

启动 QEMU 等待 GDB 连接

qemu-system-aarch64 -M virt -cpu cortex-a72 -kernel Image -s -S
# -s: shorthand for -gdb tcp::1234
# -S: freeze CPU at startup

连接 GDB

aarch64-linux-gnu-gdb vmlinux
(gdb) target remote :1234
(gdb) break start_kernel
(gdb) continue

常用 GDB 命令

(gdb) info registers        # 查看寄存器
(gdb) bt                    # backtrace
(gdb) thread apply all bt   # 所有线程的 backtrace
(gdb) x/10i $pc             # 查看当前指令
(gdb) disassemble           # 反汇编当前函数

内核启动参数

常用参数

参数 作用
console=ttyAMA0,115200 串口控制台
earlyprintk=serial,ttyAMA0 早期串口输出
root=/dev/vda 根设备
rootfstype=ext4 根文件系统类型
ro 只读挂载根
rw 读写挂载根
debug 启用内核调试输出
quiet 减少启动信息
ignore_loglevel 忽略日志级别限制

设置方法

# 通过环境变量
QEMU_KERNEL_CMDLINE="console=ttyAMA0 debug" ./scripts/qemu-run.sh run

# 或者修改脚本中的默认值

故障排查

QEMU 启动失败

  1. 检查 QEMU 是否安装 

    qemu-system-aarch64 --version
qemu-system-arm --version

  2. 检查内核镜像是否存在 

    ls -lh out/build_latest/arch/arm64/boot/Image

  3. 增加调试输出 

    qemu-system-aarch64 -d int,cpu_reset  # 显示执行日志

内核启动卡住

  1. 查看最后一条日志 - 确定卡在哪里
  2. 检查 CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011_CONSOLE - 是否启用
  3. 尝试更简单的 cmdline - 去掉可能导致问题的参数

设备不工作

  1. 查看设备树 

    # 在 QEMU monitor 中
(qemu) info qtree

  2. 检查内核配置 

    # 确保相关驱动已编译
grep VIRTIO .config

与 Rockchip 硬件的差异

特性 QEMU virt Rockchip RK3399 迁移建议
CPU cortex-a72 2×A72 + 4×A53 SMP 配置模拟多核
串口 ttyAMA0 ttyS0~4 修改 cmdline
网卡 virtio-net r8169/fec 驱动接口不同
存储 virtio-blk dw-mmc/SD 需要真实硬件测试
GPIO virtio-gpio pinctrl-gpio 代码结构类似
I2C virtio-i2c rk-i2c 驱动框架相同
电源 (无) rk-pm 需要真机

学习建议： - 在 QEMU 中学习内核框架和子系统 - 在真机上测试硬件相关的驱动和 BSP 代码

参考资料