本篇博文涵蓋了有關(guān)使用 PetaLinux 命令行來(lái)對(duì) Versal Adaptive SoC 的 PetaLinux BSP 運(yùn)行 QEMU 的信息，并演示了 QEMU 支持的部分網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)。

QEMU (Quick EMUlator) 是一種開(kāi)源跨平臺(tái)系統(tǒng)仿真器。它是一個(gè)可執(zhí)行程序，可在 x86 Linux 或 Windows 操作系統(tǒng)上運(yùn)行。

QEMU 可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真（通常它被稱為訪客），如AMD ZCU102 或 VCK190 開(kāi)發(fā)板。

仿真包括處理器、外設(shè)以及開(kāi)發(fā)板上的其它硬件，支持您在虛擬化硬件上啟動(dòng)操作系統(tǒng)或其它應(yīng)用。
要在虛擬化硬件中開(kāi)發(fā)此類應(yīng)用，只需使用物理硬件上所用的相同工具鏈即可。

QEMU 也可通過(guò)諸如 CAN、以太網(wǎng)和 USB 等接口來(lái)與主機(jī)進(jìn)行交互，支持在訪客機(jī)器中實(shí)時(shí)使用來(lái)自主機(jī)的現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)。

AMD QEMU 隨 PetaLinux 和 Yocto 工具鏈一起分發(fā)，并與 SDK/Vitis 集成。

1使用 PetaLinux 啟動(dòng) QEMU

請(qǐng)確保根據(jù) PetaLinux 用戶指南 (UG1144) 中所述，安裝在 Linux 主機(jī)上構(gòu)建 PetaLinux 工程所需的所有 Linux 程序包。請(qǐng)參閱此文檔的“Installation Steps”（安裝步驟）部分，其中提供了所有必需的程序包，因此尤為重要。

此處所示的演示使用的是預(yù)構(gòu)建的鏡像，無(wú)須再構(gòu)建 PetaLinux 工程。

基于 VCK190 BSP 創(chuàng)建工程的步驟

$ source/settings.sh

注：對(duì)于基于 bash 的 shell，請(qǐng)選擇 settings.sh，對(duì)于基于 C 語(yǔ)言的 shell，請(qǐng)選擇 settings.csh。

$ petalinux-create -t project -s xilinx-vck190-v2020.2-final.bsp -n xilinx-qemu-first-run

$ cd xilinx-qemu-first-run

$ petalinux-build（如使用預(yù)構(gòu)建鏡像，則此步驟為可選）

下列步驟詳述了如何使用 PetaLinux BSP 工程隨附的 QEMU 預(yù)構(gòu)建二進(jìn)制文件來(lái)啟動(dòng) VCK190 平臺(tái)。

我們將使用下列命令隨 U-Boot 和 Linux 內(nèi)核一并啟動(dòng) QEMU。
使用 QEMU 啟動(dòng) U-boot：

$ petalinux-boot --qemu --prebuilt 2

使用 QEMU 啟動(dòng)內(nèi)核：

$ petalinux-boot --qemu --prebuilt 3

如果要在運(yùn)行 petalinux-build 后啟動(dòng)構(gòu)建的鏡像，則所用 QEMU 命令行與此處所示不同，應(yīng)遵循下述步驟進(jìn)行操作：
構(gòu)建 PetaLinux BSP 工程后，下一步是使用命令行生成 BOOT.BIN 二進(jìn)制文件：

$ petalinux-package --boot --plm --psmfw --uboot --dtb --forceQEMU

啟動(dòng)直至完成 U-Boot 啟動(dòng)為止：

$ petalinux-boot --qemu --ubootQEMU

啟動(dòng)直至完成 Linux 內(nèi)核啟動(dòng)為止：

$ petalinux-boot --qemu --kernel

要退出仿真，請(qǐng)按 Ctrl+A，然后按 X

下一節(jié)將側(cè)重于講解 AMD QEMU 所提供的基本網(wǎng)絡(luò)功能及其測(cè)試方式。

2QEMU 網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)

QEMU 可對(duì)小型子網(wǎng)（或 LAN）進(jìn)行仿真，包括 DHCP 服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)和 DNS 服務(wù)器；即訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)所需的所有一切均可仿真。
啟動(dòng) QEMU 并登錄系統(tǒng)。使用 ifconfig 實(shí)用工具來(lái)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)置檢出。
結(jié)果如下：

此處 eth0 是 PS GEM 以太網(wǎng)的接口。通過(guò) RX 和 TX 字節(jié)計(jì)數(shù)可見(jiàn)，部分網(wǎng)絡(luò)流量已累計(jì)。這可能是由于啟動(dòng)期間發(fā)生的 DHCP 采集所導(dǎo)致的。
以下列出了部分 QEMU 網(wǎng)絡(luò)功能，并簡(jiǎn)要解釋了其測(cè)試功能。

1. 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)：

我們可以正常使用此網(wǎng)絡(luò)連接，與連接到主機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)幾乎相同。

例如，您可以從 AMD Github 倉(cāng)庫(kù)下載文件。
在 QEMU 上已啟動(dòng)的 Linux 內(nèi)，輸入以下命令：

root@xilinx-vck190-2020_2:~# wget

https://github.com/Xilinx/qemu-devicetrees/archive/master.zip

輸出應(yīng)如下所示：

Connecting to

codeload.github.com (192.30.255.120:443)

master.zip100% |**********************************************************| 133k 000 ETA

這是從 AMD 公共 Github 倉(cāng)庫(kù)檢索得到的 DTS 工程的源代碼 tarball。您可使用 unzip 命令解壓此文件。
注：從 QEMU 去 ping 主機(jī)是無(wú)效的。

2. QEMU 中的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) (NFS) 裝載

NFS 支持將任一設(shè)備上的某個(gè)目錄與網(wǎng)絡(luò)中其它設(shè)備共享。

預(yù)構(gòu)建的 PetaLinux BSP 具有 rootfs 和 Linux 內(nèi)核，可通過(guò) NFS 選項(xiàng)加載。因此，NFS 無(wú)需進(jìn)行重新構(gòu)建或重新配置。以下是在 Linux 主機(jī)上使用 QEMU 設(shè)置 NFS 的簡(jiǎn)單步驟：
檢查在主機(jī)上是否已安裝 NFS 服務(wù)器

dpkg -l | grep nfs-kernel-server

如未安裝，請(qǐng)使用以下命令進(jìn)行安裝：

sudo apt-get install nfs-kernel-serverNFS

服務(wù)器安裝完成后，請(qǐng)?zhí)砑右蚕淼谋镜啬夸洝?br />
以下示例顯示了如何在 /etc/exports 文件的導(dǎo)出設(shè)置中添加 /home/test_nfs 目錄：
對(duì)于此示例，我們將在 NFS 條目中添加“insecure”選項(xiàng)。

/home/test_nfs *(rw,sync,no_root_squash,insecure)

我們還可以為 NFS 服務(wù)器主機(jī)分配 IP 地址，替代以上命令中的 *。

$ sudo exportfs -ra

使用 petalinux-boot 啟動(dòng) QEMU，如下所示：

$ petalinux-boot --qemu --prebuilt 3

QEMU 啟動(dòng)完成后，登錄訪客機(jī)。使用以下命令將主機(jī) NFS 文件系統(tǒng)裝載到 QEMU 下的 /tmp 目錄中。

$ mount -o port=2049,nolock,proto=tcp:/home/test_nfs/ /tmp

要查找 host_ip，請(qǐng)使用 ifconfig 或類似的 IP 實(shí)用工具。
現(xiàn)在，我們可以在訪客機(jī)的 /tmp 目錄下看到共享的文件。

3. 使用 TFTP 進(jìn)行文件傳輸

QEMU 具有內(nèi)置 TFTP 功能，支持在訪客機(jī)與主機(jī)之間輕松進(jìn)行往來(lái)文件傳輸。

如果原先已運(yùn)行 QEMU，請(qǐng)退出，在主機(jī)終端上，創(chuàng)建一個(gè)新目錄，并在其中包含一個(gè)文件：

$ mkdir -p /home/${USER}/qemu-training-tftp$ echo "hello QEMU world" >> /home/${USER}/qemu-training-tftp/file.txt

此新目錄中的 file.txt 將包含我們的“hello QEMU world”文本行。

QEMU 需要額外參數(shù)以建立到該目錄的 TFTP 訪問(wèn)：

-tftp /home/${USER}/qemu-training-tftp

如果使用的是 PetaLinux，請(qǐng)使用修改后的命令重新啟動(dòng) QEMU：

$ petalinux-boot --qemu --prebuilt 3 --qemu-args "-tftp /home/${USER}/qemu-training-tftp"

這將覆蓋新目錄的默認(rèn) TFTP 目錄設(shè)置。
從訪客機(jī)發(fā)起的任何 TFTP 請(qǐng)求都將指向剛創(chuàng)建的此目錄。
內(nèi)置 TFTP 服務(wù)器 IP 為 10.0.2.2

root@xilinx-vck190-2020_2:~# tftp -g -r file.txt 10.0.2.2

對(duì)此文件執(zhí)行 cat 命令，查看內(nèi)容是否正確：

root@xilinx-vck190-2020_2:~# cat file.txt

4. 使用 SCP 進(jìn)行文件傳輸

在主機(jī)與訪客機(jī)之間可使用 scp 命令通過(guò) SSH 來(lái)傳輸文件。
scp 語(yǔ)法如下：
$ scp

遠(yuǎn)程路徑采用如下語(yǔ)法：
user@host:/path/to/file

例如，如果將文件從主機(jī)復(fù)制到訪客機(jī)，則命令輸出如下所示：

root@xilinx-vck190-2020_2:~#scp <主機(jī)用戶名>@<主機(jī) IP>:/scratch/doc-example/myapp.elf .

Host '<主機(jī) IP>' is not in the trusted hosts file.

(ecdsa-sha2-nistp256 fingerprint sha1!! 18923397cbf75d5f3497:f9)

Do you want to continue connecting? (y/n) y

komlodi@'s password:myapp.elf

100% 18KB 17.7KB/s 00:00

5.通過(guò) SSH 進(jìn)入 QEMU

要通過(guò) SSH 進(jìn)入 QEMU，需要向 QEMU 傳遞其它實(shí)參。

例如，如果在 AMD Versal Adaptive SoC 工程上使用 PetaLinux：

$ petalinux-boot --qemu --prebuilt 3 --qemu-args "-net nic,netdev=eth0 -netdev user,id=eth0,hostfwd=tcp:22 -net nic"

登錄 QEMU 機(jī)器。

在主機(jī)終端內(nèi)，運(yùn)行以下所示命令以通過(guò) SSH 訪問(wèn) QEMU。

$ ssh -p 1114 root@localhost