用QEMU进行嵌入式Linux开发

前言：

嵌入式linux的学习一定离不开一块linux开发板，但在一些情况下，我们手边可能没有一块linux开发板实物，那么使用QEMU去模拟一块linux开发板同样能够满足我们的一些学习、实验需求。

本文适用于：

没有单板的嵌入式linux初学者

有单板但是不想用想靠模拟去做一些实验的嵌入式linux开发者

过了好几年忘掉关于qemu单板操纵的作者本人 -.-

1、环境搭建&&资料获取

韦东山老师的百问网中有关于"百问网im6ull-qemu"开发板的简介，说明了qemu的简介、这块开发板的一些资源介绍、快速使用等等各个介绍。

百问网imx6ull-qemu

里面有一整个ubuntu的镜像，里面有搭建好的关于"百问网im6ull-qemu"开发板的一切

根据文档完成Ubuntu的镜像下载，使用虚拟机打开之后，那么恭喜你！你现在拥有了一块名字叫做"百问网im6ull-qemu"的开发板。

2、快速上手

一些文件介绍：

100ask_imx6ull-qemu：linux启动需要的：根文件系统源码（buildroot2019.02）、内核源码（linux-4.9.88）、qemu源码（qemu）编译工具链（ToolChain）。如果我们想改一些内核的东西需要在这里哈。

ubuntu-18.04_imx6ul_qemu_system：开发板启动所需的文件都在这里啦！使用sh脚本即可

bash 复制代码

$ ./qemu-imx6ull-gui.sh  // 启动后，登录名是root，无需密码
或
$ ./qemu-imx6ull-gui_test.sh  // 使用测试版的QEMU，启动后登录名是root，无需密码

启动之后我们要先挂载一下nfs：里面要有一些库文件，且这也是我们通过mnt文件完成Ubuntu系统中的文件到开发板的传递的重要方式，

bash 复制代码

mount -t nfs -o nolock,vers=3  10.0.2.2:/home/boook/nfs_rootfs

now，我们可以进行一些学习和开发了！

3、按键点灯

这里我想开发一个通过按钮点灯的功能（花式点灯，舍我其谁！）。

3.1 轮询方式

开发板中自带的代码就是以这种方式实现的，通过不断查询按键设备节点的状态，检测有变化时去设置led灯的状态。

3.2中断方式

3.1中的实现并不是终端实现，而是一种轮询，这会造成资源的浪费，因此我这里想探究一下终端的实现方式。

如何改进为真正的中断方式

3.2 方案1：修改用户空间程序（使用poll/select）

没试过，只是搜到有这种方案

3.3 方案2：改进内核驱动

首先看下memory map：i.MX 6ULL Applications Processor Reference Manual

看下设备树文件：给gpio1起了个gpio0的别名，有点意思...

再看下设备节点的定义，

cpp 复制代码

soc {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        compatible = "simple-bus";
        interrupt-parent = <&gpc>;
        ranges;
省略...
aips1: aips-bus@02000000 {
            compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <1>;
            reg = <0x02000000 0x100000>;
            ranges;
省略...
            gpio1: gpio@0209c000 {
                compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";
                reg = <0x0209c000 0x4000>;
                interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
                         <GIC_SPI 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
                gpio-controller;
                #gpio-cells = <2>;
                interrupt-controller;
                #interrupt-cells = <2>;
            };

            gpio2: gpio@020a0000 {
                compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio";
                reg = <0x020a0000 0x4000>;
                interrupts = <GIC_SPI 68 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
                         <GIC_SPI 69 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
                gpio-controller;
                #gpio-cells = <2>;
                interrupt-controller;
                #interrupt-cells = <2>;
            };

看下芯片手册，发现其实gpio1有两种中断形式，66、67为15个引脚共用一个中断号，只关注66、67吧。

注意：在编写驱动时，我们不需要关心具体的中断父节点设置，只需要从设备树中获取中断号即可。设备树中的interrupt-parent属性由内核在解析设备树时使用，用于构建中断映射。

① 修改设备节点

需要为案件增加终中断属性：

② 驱动编写

伪代码如下：

cpp 复制代码

// 1. 在probe函数中获取资源
static int button_probe(struct platform_device *pdev)
{
    // 获取GPIO和中断
    int gpio = of_get_gpio(np, 0);
    int irq = gpio_to_irq(gpio);  // 获取GPIO的Linux中断号
    
    // 注册中断处理函数
    request_irq(irq, button_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING, "button1", NULL);
    
    return 0;
}

// 2. 中断处理函数
static irqreturn_t button_isr(int irq, void *dev_id)
{
    // 处理按键中断
    // 1. 读取GPIO值确认状态
    // 2. 消抖处理
    // 3. 执行相应操作（如控制LED）
    return IRQ_HANDLED;
}

③ 如果有多个引脚（例如GPIO1_IO02、GPIO1_IO03、GPIO1_IO04）使用同一个中断号（即GPIO1的组合中断66或67）注册中断，如何处理。

不需要用同一个中断号注册多个中断，内核GPIO子系统已经帮你处理好了！

gpio_to_irq或有一个映射

注：补充说明

GPC寄存器的描述如下所示：

设备树中gpio的中断父节点是gpc(General Power Controller)：

gpc的中段父节点是intc再来看下中断节点：