QEMU启动

准备一个目录qemu_boot存放所有镜像文件。最终启动需要的镜像如下所示。

Image  QEMU_EFI.fd  bl1.bin  bl2.bin  bl31.bin fip.bin  flash.bin  rootfs.cpio.gz

准备镜像

EDK2

下载QEMU_EFI。

wget http://snapshots.linaro.org/components/kernel/leg-virt-tianocore-edk2-upstream/latest/QEMU-KERNEL-AARCH64/RELEASE_GCC5/QEMU_EFI.fd

rootfs

rootfs使用Buildroot编译构建。

git clone git://git.buildroot.net/buildroot.git
cd buildroot
make qemu_aarch64_virt_defconfig
utils/config -e BR2_TARGET_ROOTFS_CPIO
utils/config -e BR2_TARGET_ROOTFS_CPIO_GZIP
make olddefconfig
make

编译得到output/images/rootfs.cpio.gz。

kernel

kernel构建这里下载linux-5.17.2.tar.xz。

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.17.2.tar.xz

编译kernel，如下

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
make defconfig
make -j16

编译得到arch/arm64/boot/Image。

编译ATF

make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- PLAT=qemu all fip DEBUG=1 \
BL33=../qemu_boot/QEMU_EFI.fd \
OPENSSL_DIR=/home/xieli/project/6---ATF/openssl-3.0.8

在build/qemu/debug会生成bl1.bin、bl2.bin、bl31.bin文件以及固件镜像包fip.bin。

打包

将bl1.bin和fip.bin存放在一个flash.bin文件中，通过提供给qemu的-bios参数加载。

dd if=bl1.bin of=flash.bin bs=4096 conv=notrunc
dd if=fip.bin of=flash.bin seek=64 bs=4096 conv=notrunc

注意：上面需要设置seek=64的原因是在qemu平台中定义了fip文件的起始地址从0x40000(64*4096）开始。

镜像文件的对应关系如下。

阶段	文件
BL1	build/qemu/debug/bl1.bin
BL2	build/qemu/debug/bl2.bin
BL31	build/qemu/debug/bl31.bin
BL33	QEMU_EFI.fd
Kernel	arch/arm64/boot/Image
Rootfs	output/images/rootfs.cpio.gz

启动

qemu-system-aarch64 -nographic -machine virt,secure=on \
    -cpu cortex-a57 -kernel Image \
    -append 'console=ttyAMA0,38400 keep_bootcon' \
    -initrd rootfs.cpio.gz -smp 2 -m 1024 -bios flash.bin \
    -d unimp

退出qemu，使用Ctrl+A、然后按X。

调试

在启动qemu时添加-s –S选项。

qemu-system-aarch64 -nographic -machine virt,secure=on \
    -cpu cortex-a57 -kernel Image \
    -append 'console=ttyAMA0,38400 keep_bootcon' \
    -initrd rootfs.cpio.gz -smp 2 -m 1024 -bios flash.bin \
    -d unimp \
    -s -S

在另一窗口启动gdb调试，其中blx.elf文件位于build/qemu/debug/blx。

# 启动调试
gdb-multiarch bl1.elf 
# 连接目标
target remote localhost:1234
# 如果要调试bl2,bl31, 需要添加对应符号表
add-symbol-file bl2.elf
add-symbol-file bl31.elf
# 打断点
b bl1_main
b bl2_main
b bl31_mainn
# 全速运行
c
# 单步执行
n
# 单步跟踪进入
s

安全启动

重新编译ATF，使能安全启动TBBR。

make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- PLAT=qemu all fip DEBUG=1 \
BL33=../qemu_boot/QEMU_EFI.fd \
OPENSSL_DIR=/home/xieli/project/6---ATF/openssl-3.0.8 \
TRUSTED_BOARD_BOOT=1 GENERATE_COT=1 \
MBEDTLS_DIR=/home/xieli/project/6---ATF/mbedtls-mbedtls-2.28.1