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
-
检查 QEMU 是否安装
qemu-system-aarch64 --versionqemu-system-arm --version -
检查内核镜像是否存在
ls -lh out/build_latest/arch/arm64/boot/Image -
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
- 查看最后一条日志 - 确定卡在哪里
- 检查 CONFIG_SERIAL_AMBA_PL011_CONSOLE - 是否启用
- 尝试更简单的 cmdline - 去掉可能导致问题的参数
设备不工作
-
查看设备树
# 在 QEMU monitor 中(qemu) info qtree -
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