Openmoko under QEMU/it

From Openmoko

(Difference between revisions)
Jump to: navigation, search
(Configurare le connessioni USB)
(Configurare le connessioni USB)
Line 138: Line 138:
 
Trova ed abilita '''Device Drivers''' -> '''USB support''' -> '''USB Network Adapters''' -> '''CDC Ethernet support (smart devices such as cable modems)'''
 
Trova ed abilita '''Device Drivers''' -> '''USB support''' -> '''USB Network Adapters''' -> '''CDC Ethernet support (smart devices such as cable modems)'''
  
Gli ultimi due driver sono gli stessi [[Getting Started with your Neo1973/it#By using Ethernet emulation over a USB cable|che servono per usare le reti USB con i Neo reali]]. Una volta ottenuti i drivers, assicurarsi che la copia degli header del kernel sia aggiornata. In particolare il file /usr/include/linux/usb_gadgetfs.h deve essere presente. Se la tua distribuzione fornisce gli headers 2.6.18 o antecedenti, dovrai aggiornarli tramite il gestore dei pacchetti, o manualmente tramite <pre> # cp -a /usr/src/linux/include/linux/* /usr/include/linux/</pre> (assumendo che il kernel si trovi in /usr/src/linux). Questo deve essere fatto prima di compilare qemu perché il sistema verifica la presenza degli headers e se non li trova disabilita la funzione USB Slave.
+
Gli ultimi due driver sono gli stessi [[Getting Started with your Neo1973/it#Usando l'emulazione Telnet tramite un cavo USB|che servono per usare le reti USB con i Neo reali]]. Una volta ottenuti i drivers, assicurarsi che la copia degli header del kernel sia aggiornata. In particolare il file /usr/include/linux/usb_gadgetfs.h deve essere presente. Se la tua distribuzione fornisce gli headers 2.6.18 o antecedenti, dovrai aggiornarli tramite il gestore dei pacchetti, o manualmente tramite <pre> # cp -a /usr/src/linux/include/linux/* /usr/include/linux/</pre> (assumendo che il kernel si trovi in /usr/src/linux). Questo deve essere fatto prima di compilare qemu perché il sistema verifica la presenza degli headers e se non li trova disabilita la funzione USB Slave.
  
 
Dopo la compilazione di qemu e prima di eseguirlo, assicurarsi che i moduli sono caricati nel kernel. Ho trovato utile caricare gadgetfs con il seguente comando:
 
Dopo la compilazione di qemu e prima di eseguirlo, assicurarsi che i moduli sono caricati nel kernel. Ho trovato utile caricare gadgetfs con il seguente comando:

Revision as of 20:49, 12 July 2007

QEMU può essere utilizzato in tre diversi modi per eseguire OpenMoko. A seconda del motivo per cui stai per usare l'emulatore, dovresti scegliere la soluzione più adatta.

  • PC - OpenMoko può essere compilato per essere eseguito su una normale macchina i386, a 32 o a 64 bit e probabilmente questa è la via più veloce per eseguire OpenMoko se vuoi una anteprima su come appare e funziona. In questo caso QEMU verrà utilizzato unicamente per isolare l'installazione OpenMoko dal resto del sistema, o, se non stai usando un sistema UNIX, QEMU fornirà un modo non intrusivo e veloce per ottenere una macchina Linux. Altre informazioni possono essere trovate in FAQ, qui e qui.
  • Integrator/CP - Questa è la macchina ARM-based di default che QEMU utilizza. Questo metodo va utilizzato con MACHINE="qemuarm" ed è sufficiente per eseguire l'immagine rootfs originale di OpenMoko, nessun componente hardware tra Neo1973 Hardware verrà emulato, ad eccezione della CPU. Altre informazioni in FAQ.
  • Neo1973 - Nei repositories OpenMoko è disponibile una versione di QEMU in grado di emulare la maggior parte dell'hardware Neo1973 ma non tutto per ora. Quando il progetto sarà più maturo verrà integrato nel ramo di sviluppo principale di QEMU.

Contents

Emulazione Neo1973

Questo metodo permette (ovviamente) di eseguire l'immagine rootfs originale di OpenMoko, dovrebbe essere anche in grado di eseguire l'u-boot originale e le immagini del kernel, le stesse che usa un Neo1973 reale. Altra differenza rispetto al metodo Integrator/CP, è che in questo modo possiamo ottenere una risoluzione corretta dello schermo, alcune (false) letture della batteria e altre cose simili. Attualmente, le parti mancanti all'emulatore sono: AGPS e Bluetooth - il lavoro su questa parti procede. Anche con queste parti mancanti, QEMU dovrebbe fornire un aiuto sostanziale agli sviluppatori nel debugging del kernel e di u-boot.

QEMU *non* può essere utilizzato, e probabilmente nemmeno altri emulatori possono, per misurare le prestazioni generali di OpenMoko. L'esecuzione del codice in QEMU avviene alla massima velocità che il computer host è in grado di fornire, con un overhead dovuto alla necessità di tradurre il codice. Questo overhead non è uniforme per tutte le differenti istruzioni, quindi se il tuo Neo virtuale riporta circa 100 BogoMIPS (che è la velocità di un Neo reale), azioni differenti eseguite dall'emulatore potrebbero essere portate a termine a velocità diverse. Nella maggior parte dei casi, il Neo virtuale eseguirà più velocemente rispetto ad uno reale (le operazioni legate all'audio potrebbero essere un'eccezione).

Quale hardware è supportato

Approssimativamente, questa è la situazione di ogni componente che necessita emulazione, seguendo la pagina Neo1973 Hardware.

Hardware Stato Note utilizzo
Processore S3C2410A
ARM920T core Funziona Presente in QEMU.
Basic guts Funziona Comprende l'interfaccia GPIO, DMA, Interrupt Controller, Timers, NAND controller, MMC/SD host, I2C e IIS interfaces, Memory & Clock & Power management controllers, RAM.
Serial ports Funziona Usa "-serial" switch (potrebbe essere specificato diverse volte) per dire a QEMU dove mandare i serial input/output. Il modulo GSM andrà connesso a UART0.
RTC Funziona All'avvio QEMU verrà caricato con l'ora/data corrente - il kernel Neo1973 attualmente non lo usa come sorgente.
SPI Funziona Il kernel guest può utilizzarlo sia tramite interfaccia SPI che tramite raw GPIO bitbanging.
LCD Funziona Il LCD virtuale verrà visualizzato come in una finestra QEMU se "-nographic" non viene specificato.
ADC Funziona Gli eveti del mouse nella finestra QEMU, generano quello che gli eventi del touchscreen genererebbero su un Neo1973 e sono rimandati al sistema guest attraverso il on-chip ADC.
OHCI USB Funziona Compresa nel ramo principale di QEMU. Usare "-usb" per abilitare il controller e "usb_add" nel monitor QEMU per connettere nuovi device USB, virtuali o meno.
Slave USB Funziona Linux dummy HCD, unito alle API aggiuntive del filesystem, viene usato per fare in modo che il Neo virtuale appaia come se fosse realmente connesso all'host. Vedere Configurare connessioni USB. (Sperimentale)
Watchdog Funziona Questa è una delle periferiche meno importanti in S3C2410. Viene comunque usata da Linux per il riavvio della scheda.
Periferiche bus I2C
PCF50606 Funziona (Chiamato anche PMU) Falsifica la carica della batteria (fissa ad 88%), il tasto POWER, etc. Contiene anche RTC, non utilizzato da Linux.
LM4857 Funziona
WM8753L Funziona Il CODEC è connesso anche alla porta IIS della CPU. Le funzionalità audio di base sono supportate - vedere la documentazione QEMU per informazioni sul funzionamento dell'audio nell'emulatore. Il controllo del volume non funziona.
Altre periferiche
NAND Flash Funziona Comunque, per alcune parti non è confermata la completa compatibilità con l'hardware reale a causa della sua mancanza. Usare "-mtdblock flashimagefilenamehere" per indicare l'immagine a QEMU. Il file dovrebbe essere grande almeno 69206016 bytes.
JBT6K74-AS(PI) Funziona (Chiamato anche LCM) Cablato sul canale SPI 1
Buttons Funziona Il tasto "enter" corrisponde al tasto AUX, "spazio" al tasto POWER. Cablato su GPIO e PCF50606.
SD card Funziona Questa parte è già compresa in QEMU. Usare "-sd cardimagegoeshere" per indicare l'immagine a QEMU. Si può anche utilizzare il monitor QEMU per i media rimovibili. Il lettore funziona ma a volte il controller dell'host ottiene errori nella dimensione dei blocchi se sottoposto a pesanti operazioni I/O, probabilmente a causa dei driver nel kernel. Le operazioni DMA non sono testate.
Bluetooth Funziona Un HCI Bluetooth generico (come il chip BlueCore4) è connesso all'hub USB interno (come il Delta DBFM dongle). Attualmente QEMU non emula altri device bluetooth, quindi si comporta come unico device nella piconet, i.e. non è molto utile. Potrà essere emulata una tastiera Bluetooth. Un dispositivo Bluetooth può comunque essere connesso all'emulatore (vedere la documentazione QEMU relativa all'USB).
GSM Funziona Un modem virtuale è connesso a UART0 e comprende un sottoinsieme (attualmente abbastanza limitato) di comandi AT. Ultimamente dovrebbe supportare la maggior parte delle funzionalità (comandi AT base, connessioni GPRS, chiamate e SMS). In questo modo tutta la parte del "sottosistema telefono" (CALYPSO, TWL3014, TRF6151) non ha bisogno di emulazione. C'è la possibilità di connettere un reale modem GSM alla porta seriale di QEMU.
AGPS Da fare Ci sono alcune ovvie difficoltà nell'emularlo ma si spera di riuscirci impostando il sistema ospite con delle coordinate fisse quando il chip sarà più conosciuto. Anche in questo caso, un chip reale può essere connesso alla porta seriale di QEMU,.

Lo sviluppo attuale è centrato sulla compatibilità GTA01Bv4; versioni precedenti possono essere emulate se necessario. La differenza tra le revisioni hardware attualmente si manifesta solo nel GPIO. L'emulazione hardware è implementata in modo pulito, usando le specifiche ufficiali dove possibile.

Come renderlo funzionante

Usando MokoMakefile

Questa è probabilmente il modo più semplice per ottenere qemu-neo1973 visto che non sono necessari i processi di compilazione ed installazione. Vedere MokoMakefile per maggiori dettagli. (Notare che la compilazione completa di MokoMakefile dura diverse ore, a volte giorni, mentre questa procedura circa 15 minuti).

Configurazione manuale

Per ottenere gli ultimi sorgenti dell'emulatore, dovrai eseguire un comando simile al seguente:

$ svn checkout https://svn.openmoko.org/trunk/src/host/qemu-neo1973
$ cd qemu-neo1973

Ora configureremo l'emulatore (Vedere i requisiti qui sotto):

$ ./configure --target-list=arm-softmmu  # GCC 3.x will be required, see --cc=
$ make

Per vedere le possibili opzioni di configurazione dello script, basta aggiungere "--help". Ora dovresti avere un emulatore funzionante chiamato "arm-softmmu/qemu-system-arm". Per eseguire OpenMoko avrai bisogno di installare OpenMoko sul tuo telefono virtuale, attualmente è completamente privo di software. Ci son diversi modi tra cui scegliere, probabilmente l'opzione migliore è fare esattamente quello che fanno i produttori di Neo1973 prima di spedire il dispositivo all'utente finale. Questo processo è descritto in Bootloader, Kernel, NAND bad blocks e Devirginator ma non serve conoscere i dettagli. Vengono forniti due script per generare il firmware del telefono, nel modo più realistico possibile. Eseguire:

$ openmoko/download.sh

che verificherà la lista degli ultimi snapshot OpenMoko disponibili su buildhost.openmoko.org e sceglierà i più recenti u-boot, kernel, filesystem e ne otterrà l'immagine (altrimenti una versione probabilmente più vecchia è comunque presente nella directory openmoko/).Questi binari vanno utilizzati tramite il seguente comando:

$ openmoko/flash.sh

che esegue l'emulatore, carica u-boot e lo utilizza per installare tutte le parti necessarie nella memoria Flash virtuale. Configurerà anche il processo di boot, incluso il menu di avvio (ENTER è [AUX] e SPACE è [POWER]), lo sfondo, l'ambiente u-boot e alcuni parametri del kernel. Se tutto è andato bene, lo script dovrebbe stampare un comando in grado di avviare l'emulatore.

QEMU ha *tonnellate* di opzioni e settaggi. Puoi trovarli in QEMU user docs. Probabilmente l'opzione "-snapshot" sarà la più richiesta. Permette di salvare e ripristinare lo stato dell'emulatore in qualsiasi momento (indipendente da "-snapshot"), per il suo funzionamento vedere la documentazione QEMU.

Binari pre-costruiti

Binari Win32, insieme al firmware, possono essere scaricati da openmoko-emulator-win32-bin-20070625.zip. Testati su MS Windows XP e Vista Business.

Prerequisiti

Questo QEMU è stato testato solo su GNU/Linux. Per ottenere un output grafico (senza contare VNC) e/o sonoro dall'emulatore, sono necessari sia SDL che Cocoa installati sul computer. Per abilitare l'audio, vedere le opzioni disponibili nello script ./configure.

Lo script nella directory openmoko/ richiede lynx, wget, python e la maggior parte dei programmi base GNU installati nelle posizioni standard. Per utilizzare lo script flash.sh, è necessario installare netpbm per ottenere i programmi in grado di convertire i png.

Tutti i prerequisiti, sia build-time che run-time, elencati in QEMU documentation. Inclusi zlib, etc. Nelle distribuzioni che usano pacchetti, ricordarsi che sono necessari i pacchetti che terminano con -dev o -devel.

QEMU e il debugger GNU

QEMU permette il debugging del kernel del sistema operativo e dei bootloader nello stesso modo in cui permette il debugging di qualsiasi altro programma. Per farlo è necessario un debugger in grado di comunicare tramite il "GDB remote debugging protocol" - GDB è la scelta più ovvia. Alcune configurazioni hanno già GDB installato. Altrimenti compilare cross-GDB è abbastanza semplice (rispetto a compilare binutils e cross-gcc).

Per debuggare u-boot, caricare il file "u-boot" in gdb (non "u-boot.bin"), questo file è creato da "make" durante la compilazione di u-boot. Per debuggare un kernel Linux, caricare il file "vmlinuz" dalla directory principale in gdb. Questi files sono nel formato ELF, contengono tutte le informazioni sui simboli e non sono pienamente debuggabili finché non si esegue "strip" su essi, a differenza di "u-boot.bin" e "Image"/"zImage"/"uImage". Successivamente bisogna dire a QEMU di abilitare il gdbserver tramite l'opzione "-s" o tramite "gdbserver" nel monitor. Usare il comando
(gdb) target remote localhost:1234
per connettersi all'emulatore. Ora dovremmo essere in grado di utilizzare i normali comandi gdb, incluse le istruzioni di stepping, breakpoints, watchpoints, visualizzazione dello stack, delle variabili, dei registri e altro. Se gdb viene eseguito nella stessa directory in cui si trova l'eseguibile ELF, il comando "edit" dovrebbe funzionare quindi saremo in grado di modificare il codice in esecuzione.

Configurare le connessioni USB

Connettere il Neo1973 emulato al PC Linux su cui l'emulatore è in esecuzione, è possibile (anche se in modo non prprio diretto, probabilmente a causa della complessità del tun-tap networking) e funziona come se un Neo1973 reale fosse connesso alla porta USB del computer, senza giocare con cavi. Se stai testando la tua applicazione sul Neo, potrebbe valere la pena instaurare questo tipo di connessione perché permette il networking tra il PC e ssh installato sul Neo, che è molto più comodo rispetto all'inserire comandi dal terminale OpenMoko emulato. Di seguito è descritto cosa è necessario fare per ottenere questa configurazione:

Un host Linux con un kernel 2.6. I seguenti driver come modulo o inclusi nel kernel: dummy_hcd, gadgetfs, usbnet, cdc_ether. Nota che sono necessari privilegi di root per la maggior parte dei comandi successivi. Per abilitare i driver in "make menuconfig":

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Gadget Support -> Support for USB Gadgets

Trova Device Drivers -> USB support -> USB Gadget Support -> USB Peripheral Controller e impostalo come Dummy HCD (DEVELOPMENT)

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Gadget Support -> Gadget Filesystem (EXPERIMENTAL) (sarebbe meglio averlo come modulo)

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Network Adapters -> Multi-purpose USB Networking Framework

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Network Adapters -> CDC Ethernet support (smart devices such as cable modems)

Gli ultimi due driver sono gli stessi che servono per usare le reti USB con i Neo reali. Una volta ottenuti i drivers, assicurarsi che la copia degli header del kernel sia aggiornata. In particolare il file /usr/include/linux/usb_gadgetfs.h deve essere presente. Se la tua distribuzione fornisce gli headers 2.6.18 o antecedenti, dovrai aggiornarli tramite il gestore dei pacchetti, o manualmente tramite
 # cp -a /usr/src/linux/include/linux/* /usr/include/linux/
(assumendo che il kernel si trovi in /usr/src/linux). Questo deve essere fatto prima di compilare qemu perché il sistema verifica la presenza degli headers e se non li trova disabilita la funzione USB Slave.

Dopo la compilazione di qemu e prima di eseguirlo, assicurarsi che i moduli sono caricati nel kernel. Ho trovato utile caricare gadgetfs con il seguente comando:

 # modprobe gadgetfs default_uid=1000  # assumendo che il mio User ID sia 1000

e aggiungendo la seguente linea al file /etc/fstab:

gadget         /dev/gadget    gadgetfs   noauto,user,group         0   0

Assicurarsi dell'esistenza del mountpoint /dev/gadget

 # mkdir -p /dev/gadget

Fatto questo il resto della procedura può essere eseguito come un utente regolare. gadgetfs viene montato tramite:

 $ mount /dev/gadget

Il parametro "default_uid" fa in modo che tutti i files sotto /dev/gadget diventino di proprietà dell'utente, siccome i files cono creati e cancellati dinamicamente, non è facile ottenerlo tramite udev. Ora possiamo eseguire qemu come al solito, aggiungendo "-usb -usbgadget" dovremmo abilitare la funzionalità USB Slave. Il comando "info usbslave" e "usb_add gadget" nel monitor potrebbero essere utili. L'istruzione precedente chiede al sistema operativo eseguito nell'emulatore (OpenMoko) di descrivere le sue funzionalità (come lsusb dopo che un Neo1973 viene connesso al PC). Possiamo vedere le configurazioni USB disponibili nell'output di questo comando. Siccome gadgetfs permette una sola configurazione, dovremo scegliere quelle desiderata - la maggior parte dei dispositivi hanno solo una di queste configurazioni, in questo caso possiamo usare semplicemente "usb_add gadget" per connetterlo all'host; i dispositivi CDC ethernet solitamente includono una seconda configurazione per il networking RNDIS (i.e. compatibilità Ms Windows) e così fa anche OpenMoko quando viene usato il dirver g_ether. Quindi, per il corretto funzionamento, aspettare che OpenMoko sia caricato completamente ed eseguire i seguenti comandi nel monitor QEMU:

QEMU 0.9.0 monitor - type 'help' for more information
(qemu) info usbslave 
USB2.2 device 1457:5122:
Manufacturer: Linux 2.6.20.7-moko8/s3c2410_udc
Product: RNDIS/Ethernet Gadget
Configuration 0: RNDIS
Configuration 1: CDC Ethernet
(qemu) 
(qemu) usb_add gadget:1

Il valore "1" in "usb_add gadget:N" è il numero della configurazione USB che vogliamo usare. Se è tutto corretto - verificare tramite dmesg - dovresti avere un'interfaccia di rete chiamata usb0 nel PC, attraverso cui è possibile comunicare con l'OpenMoko in QEMU:

 $ dmesg | tail
<6>gadgetfs: bound to dummy_udc driver
<7>hub 3-0:1.0: debounce: port 1: total 100ms stable 100ms status 0x101
<6>usb 3-1: new high speed USB device using dummy_hcd and address 3
<6>gadgetfs: connected
<7>usb 3-1: default language 0x0409
<7>usb 3-1: new device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
<6>usb 3-1: Product: RNDIS/Ethernet Gadget
<6>usb 3-1: Manufacturer: Linux 2.6.20.7-moko8/s3c2410_udc
<6>usb 3-1: configuration #1 chosen from 1 choice
<7>usb 3-1: adding 3-1:1.0 (config #1, interface 0)
<7>usb 3-1:1.0: uevent
<7>cdc_ether 3-1:1.0: usb_probe_interface - got id
<7>cdc_ether 3-1:1.0: status ep3in, 16 bytes period 14
<7>usb 3-1: adding 3-1:1.1 (config #1, interface 1)
<7>usb 3-1:1.1: uevent
 $ su -
Password:
 # tail /var/log/everything/current
May  8 19:25:32 [kernel] gadgetfs: connected
May  8 19:25:32 [kernel] gadgetfs: disconnected
May  8 19:25:32 [kernel] gadgetfs: configuration #1
May  8 19:25:32 [kernel] usb0: register 'cdc_ether' at usb-dummy_hcd-1, CDC Ethernet Device, 52:e7:eb:76:0a:d0
 # lsusb -vvv
Bus 003 Device 003: ID 1457:5122  
Device Descriptor:
  bLength                18
  bDescriptorType         1
  bcdUSB               2.00
  bDeviceClass            2 Communications
  bDeviceSubClass         0 
  bDeviceProtocol         0 
  bMaxPacketSize0        64
  idVendor           0x1457 
  idProduct          0x5122 
  bcdDevice            2.12
  iManufacturer           1 Linux 2.6.20.7-moko8/s3c2410_udc
  iProduct                2 RNDIS/Ethernet Gadget
  iSerial                 0 
  bNumConfigurations      1
  Configuration Descriptor:
    bLength                 9
    bDescriptorType         2
    wTotalLength           80
    bNumInterfaces          2
    bConfigurationValue     1
    iConfiguration          7 CDC Ethernet
    bmAttributes         0xc0
      Self Powered
    MaxPower                0mA
    Interface Descriptor:
      bLength                 9
      bDescriptorType         4
      bInterfaceNumber        0
      bAlternateSetting       0
      bNumEndpoints           1
      bInterfaceClass         2 Communications
      bInterfaceSubClass      6 Ethernet Networking
      bInterfaceProtocol      0 
      iInterface              5 CDC Communications Control
      CDC Header:
        bcdCDC               1.10
      CDC Union:
        bMasterInterface        0
        bSlaveInterface         1 
      CDC Ethernet:
        iMacAddress                      3 52E7EB760AD0
        bmEthernetStatistics    0x00000000
        wMaxSegmentSize               1514
        wNumberMCFilters            0x0000
        bNumberPowerFilters              0
      Endpoint Descriptor:
        bLength                 7
        bDescriptorType         5
        bEndpointAddress     0x83  EP 3 IN
        bmAttributes            3
          Transfer Type            Interrupt
          Synch Type               None
          Usage Type               Data
        wMaxPacketSize     0x0010  1x 16 bytes
        bInterval              14
    Interface Descriptor:
      bLength                 9
      bDescriptorType         4
      bInterfaceNumber        1
      bAlternateSetting       0
      bNumEndpoints           0
      bInterfaceClass        10 Data
      bInterfaceSubClass      0 Unused
      bInterfaceProtocol      0 
      iInterface              0 
    Interface Descriptor:
      bLength                 9
      bDescriptorType         4
      bInterfaceNumber        1
      bAlternateSetting       1
      bNumEndpoints           2
      bInterfaceClass        10 Data
      bInterfaceSubClass      0 Unused
      bInterfaceProtocol      0 
      iInterface              4 Ethernet Data
      Endpoint Descriptor:
        bLength                 7
        bDescriptorType         5
        bEndpointAddress     0x81  EP 1 IN
        bmAttributes            2
          Transfer Type            Bulk
          Synch Type               None
          Usage Type               Data
        wMaxPacketSize     0x0040  1x 64 bytes
        bInterval               0
      Endpoint Descriptor:
        bLength                 7
        bDescriptorType         5
        bEndpointAddress     0x02  EP 2 OUT
        bmAttributes            2
          Transfer Type            Bulk
          Synch Type               None
          Usage Type               Data
        wMaxPacketSize     0x0040  1x 64 bytes
        bInterval               0
Device Qualifier (for other device speed):
  bLength                10
  bDescriptorType         6
  bcdUSB               2.00
  bDeviceClass            2 Communications
  bDeviceSubClass         0 
  bDeviceProtocol         0 
  bMaxPacketSize0        64
  bNumConfigurations      1

 # ifconfig usb0 inet 192.168.0.200 netmask 255.255.255.0
 # exit
 $ ssh root@192.168.0.202
The authenticity of host '192.168.0.202 (192.168.0.202)' can't be established.
RSA key fingerprint is de:21:87:93:52:1c:6b:c7:69:29:6c:af:66:50:02:02.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '192.168.0.202' (RSA) to the list of known hosts.
root@192.168.0.202's password: 
root@fic-gta01:~$ uname -a
Linux fic-gta01 2.6.20.7-moko8 #1 PREEMPT Wed Apr 25 11:13:52 UTC 2007 armv4tl unknown
Personal tools

QEMU può essere utilizzato in tre diversi modi per eseguire OpenMoko. A seconda del motivo per cui stai per usare l'emulatore, dovresti scegliere la soluzione più adatta.

  • PC - OpenMoko può essere compilato per essere eseguito su una normale macchina i386, a 32 o a 64 bit e probabilmente questa è la via più veloce per eseguire OpenMoko se vuoi una anteprima su come appare e funziona. In questo caso QEMU verrà utilizzato unicamente per isolare l'installazione OpenMoko dal resto del sistema, o, se non stai usando un sistema UNIX, QEMU fornirà un modo non intrusivo e veloce per ottenere una macchina Linux. Altre informazioni possono essere trovate in FAQ, qui e qui.
  • Integrator/CP - Questa è la macchina ARM-based di default che QEMU utilizza. Questo metodo va utilizzato con MACHINE="qemuarm" ed è sufficiente per eseguire l'immagine rootfs originale di OpenMoko, nessun componente hardware tra Neo1973 Hardware verrà emulato, ad eccezione della CPU. Altre informazioni in FAQ.
  • Neo1973 - Nei repositories OpenMoko è disponibile una versione di QEMU in grado di emulare la maggior parte dell'hardware Neo1973 ma non tutto per ora. Quando il progetto sarà più maturo verrà integrato nel ramo di sviluppo principale di QEMU.

Emulazione Neo1973

Questo metodo permette (ovviamente) di eseguire l'immagine rootfs originale di OpenMoko, dovrebbe essere anche in grado di eseguire l'u-boot originale e le immagini del kernel, le stesse che usa un Neo1973 reale. Altra differenza rispetto al metodo Integrator/CP, è che in questo modo possiamo ottenere una risoluzione corretta dello schermo, alcune (false) letture della batteria e altre cose simili. Attualmente, le parti mancanti all'emulatore sono: AGPS e Bluetooth - il lavoro su questa parti procede. Anche con queste parti mancanti, QEMU dovrebbe fornire un aiuto sostanziale agli sviluppatori nel debugging del kernel e di u-boot.

QEMU *non* può essere utilizzato, e probabilmente nemmeno altri emulatori possono, per misurare le prestazioni generali di OpenMoko. L'esecuzione del codice in QEMU avviene alla massima velocità che il computer host è in grado di fornire, con un overhead dovuto alla necessità di tradurre il codice. Questo overhead non è uniforme per tutte le differenti istruzioni, quindi se il tuo Neo virtuale riporta circa 100 BogoMIPS (che è la velocità di un Neo reale), azioni differenti eseguite dall'emulatore potrebbero essere portate a termine a velocità diverse. Nella maggior parte dei casi, il Neo virtuale eseguirà più velocemente rispetto ad uno reale (le operazioni legate all'audio potrebbero essere un'eccezione).

Quale hardware è supportato

Approssimativamente, questa è la situazione di ogni componente che necessita emulazione, seguendo la pagina Neo1973 Hardware.

Hardware Stato Note utilizzo
Processore S3C2410A
ARM920T core Funziona Presente in QEMU.
Basic guts Funziona Comprende l'interfaccia GPIO, DMA, Interrupt Controller, Timers, NAND controller, MMC/SD host, I2C e IIS interfaces, Memory & Clock & Power management controllers, RAM.
Serial ports Funziona Usa "-serial" switch (potrebbe essere specificato diverse volte) per dire a QEMU dove mandare i serial input/output. Il modulo GSM andrà connesso a UART0.
RTC Funziona All'avvio QEMU verrà caricato con l'ora/data corrente - il kernel Neo1973 attualmente non lo usa come sorgente.
SPI Funziona Il kernel guest può utilizzarlo sia tramite interfaccia SPI che tramite raw GPIO bitbanging.
LCD Funziona Il LCD virtuale verrà visualizzato come in una finestra QEMU se "-nographic" non viene specificato.
ADC Funziona Gli eveti del mouse nella finestra QEMU, generano quello che gli eventi del touchscreen genererebbero su un Neo1973 e sono rimandati al sistema guest attraverso il on-chip ADC.
OHCI USB Funziona Compresa nel ramo principale di QEMU. Usare "-usb" per abilitare il controller e "usb_add" nel monitor QEMU per connettere nuovi device USB, virtuali o meno.
Slave USB Funziona Linux dummy HCD, unito alle API aggiuntive del filesystem, viene usato per fare in modo che il Neo virtuale appaia come se fosse realmente connesso all'host. Vedere Configurare connessioni USB. (Sperimentale)
Watchdog Funziona Questa è una delle periferiche meno importanti in S3C2410. Viene comunque usata da Linux per il riavvio della scheda.
Periferiche bus I2C
PCF50606 Funziona (Chiamato anche PMU) Falsifica la carica della batteria (fissa ad 88%), il tasto POWER, etc. Contiene anche RTC, non utilizzato da Linux.
LM4857 Funziona
WM8753L Funziona Il CODEC è connesso anche alla porta IIS della CPU. Le funzionalità audio di base sono supportate - vedere la documentazione QEMU per informazioni sul funzionamento dell'audio nell'emulatore. Il controllo del volume non funziona.
Altre periferiche
NAND Flash Funziona Comunque, per alcune parti non è confermata la completa compatibilità con l'hardware reale a causa della sua mancanza. Usare "-mtdblock flashimagefilenamehere" per indicare l'immagine a QEMU. Il file dovrebbe essere grande almeno 69206016 bytes.
JBT6K74-AS(PI) Funziona (Chiamato anche LCM) Cablato sul canale SPI 1
Buttons Funziona Il tasto "enter" corrisponde al tasto AUX, "spazio" al tasto POWER. Cablato su GPIO e PCF50606.
SD card Funziona Questa parte è già compresa in QEMU. Usare "-sd cardimagegoeshere" per indicare l'immagine a QEMU. Si può anche utilizzare il monitor QEMU per i media rimovibili. Il lettore funziona ma a volte il controller dell'host ottiene errori nella dimensione dei blocchi se sottoposto a pesanti operazioni I/O, probabilmente a causa dei driver nel kernel. Le operazioni DMA non sono testate.
Bluetooth Funziona Un HCI Bluetooth generico (come il chip BlueCore4) è connesso all'hub USB interno (come il Delta DBFM dongle). Attualmente QEMU non emula altri device bluetooth, quindi si comporta come unico device nella piconet, i.e. non è molto utile. Potrà essere emulata una tastiera Bluetooth. Un dispositivo Bluetooth può comunque essere connesso all'emulatore (vedere la documentazione QEMU relativa all'USB).
GSM Funziona Un modem virtuale è connesso a UART0 e comprende un sottoinsieme (attualmente abbastanza limitato) di comandi AT. Ultimamente dovrebbe supportare la maggior parte delle funzionalità (comandi AT base, connessioni GPRS, chiamate e SMS). In questo modo tutta la parte del "sottosistema telefono" (CALYPSO, TWL3014, TRF6151) non ha bisogno di emulazione. C'è la possibilità di connettere un reale modem GSM alla porta seriale di QEMU.
AGPS Da fare Ci sono alcune ovvie difficoltà nell'emularlo ma si spera di riuscirci impostando il sistema ospite con delle coordinate fisse quando il chip sarà più conosciuto. Anche in questo caso, un chip reale può essere connesso alla porta seriale di QEMU,.

Lo sviluppo attuale è centrato sulla compatibilità GTA01Bv4; versioni precedenti possono essere emulate se necessario. La differenza tra le revisioni hardware attualmente si manifesta solo nel GPIO. L'emulazione hardware è implementata in modo pulito, usando le specifiche ufficiali dove possibile.

Come renderlo funzionante

Usando MokoMakefile

Questa è probabilmente il modo più semplice per ottenere qemu-neo1973 visto che non sono necessari i processi di compilazione ed installazione. Vedere MokoMakefile per maggiori dettagli. (Notare che la compilazione completa di MokoMakefile dura diverse ore, a volte giorni, mentre questa procedura circa 15 minuti).

Configurazione manuale

Per ottenere gli ultimi sorgenti dell'emulatore, dovrai eseguire un comando simile al seguente:

$ svn checkout https://svn.openmoko.org/trunk/src/host/qemu-neo1973
$ cd qemu-neo1973

Ora configureremo l'emulatore (Vedere i requisiti qui sotto):

$ ./configure --target-list=arm-softmmu  # GCC 3.x will be required, see --cc=
$ make

Per vedere le possibili opzioni di configurazione dello script, basta aggiungere "--help". Ora dovresti avere un emulatore funzionante chiamato "arm-softmmu/qemu-system-arm". Per eseguire OpenMoko avrai bisogno di installare OpenMoko sul tuo telefono virtuale, attualmente è completamente privo di software. Ci son diversi modi tra cui scegliere, probabilmente l'opzione migliore è fare esattamente quello che fanno i produttori di Neo1973 prima di spedire il dispositivo all'utente finale. Questo processo è descritto in Bootloader, Kernel, NAND bad blocks e Devirginator ma non serve conoscere i dettagli. Vengono forniti due script per generare il firmware del telefono, nel modo più realistico possibile. Eseguire:

$ openmoko/download.sh

che verificherà la lista degli ultimi snapshot OpenMoko disponibili su buildhost.openmoko.org e sceglierà i più recenti u-boot, kernel, filesystem e ne otterrà l'immagine (altrimenti una versione probabilmente più vecchia è comunque presente nella directory openmoko/).Questi binari vanno utilizzati tramite il seguente comando:

$ openmoko/flash.sh

che esegue l'emulatore, carica u-boot e lo utilizza per installare tutte le parti necessarie nella memoria Flash virtuale. Configurerà anche il processo di boot, incluso il menu di avvio (ENTER è [AUX] e SPACE è [POWER]), lo sfondo, l'ambiente u-boot e alcuni parametri del kernel. Se tutto è andato bene, lo script dovrebbe stampare un comando in grado di avviare l'emulatore.

QEMU ha *tonnellate* di opzioni e settaggi. Puoi trovarli in QEMU user docs. Probabilmente l'opzione "-snapshot" sarà la più richiesta. Permette di salvare e ripristinare lo stato dell'emulatore in qualsiasi momento (indipendente da "-snapshot"), per il suo funzionamento vedere la documentazione QEMU.

Binari pre-costruiti

Binari Win32, insieme al firmware, possono essere scaricati da openmoko-emulator-win32-bin-20070625.zip. Testati su MS Windows XP e Vista Business.

Prerequisiti

Questo QEMU è stato testato solo su GNU/Linux. Per ottenere un output grafico (senza contare VNC) e/o sonoro dall'emulatore, sono necessari sia SDL che Cocoa installati sul computer. Per abilitare l'audio, vedere le opzioni disponibili nello script ./configure.

Lo script nella directory openmoko/ richiede lynx, wget, python e la maggior parte dei programmi base GNU installati nelle posizioni standard. Per utilizzare lo script flash.sh, è necessario installare netpbm per ottenere i programmi in grado di convertire i png.

Tutti i prerequisiti, sia build-time che run-time, elencati in QEMU documentation. Inclusi zlib, etc. Nelle distribuzioni che usano pacchetti, ricordarsi che sono necessari i pacchetti che terminano con -dev o -devel.

QEMU e il debugger GNU

QEMU permette il debugging del kernel del sistema operativo e dei bootloader nello stesso modo in cui permette il debugging di qualsiasi altro programma. Per farlo è necessario un debugger in grado di comunicare tramite il "GDB remote debugging protocol" - GDB è la scelta più ovvia. Alcune configurazioni hanno già GDB installato. Altrimenti compilare cross-GDB è abbastanza semplice (rispetto a compilare binutils e cross-gcc).

Per debuggare u-boot, caricare il file "u-boot" in gdb (non "u-boot.bin"), questo file è creato da "make" durante la compilazione di u-boot. Per debuggare un kernel Linux, caricare il file "vmlinuz" dalla directory principale in gdb. Questi files sono nel formato ELF, contengono tutte le informazioni sui simboli e non sono pienamente debuggabili finché non si esegue "strip" su essi, a differenza di "u-boot.bin" e "Image"/"zImage"/"uImage". Successivamente bisogna dire a QEMU di abilitare il gdbserver tramite l'opzione "-s" o tramite "gdbserver" nel monitor. Usare il comando
(gdb) target remote localhost:1234
per connettersi all'emulatore. Ora dovremmo essere in grado di utilizzare i normali comandi gdb, incluse le istruzioni di stepping, breakpoints, watchpoints, visualizzazione dello stack, delle variabili, dei registri e altro. Se gdb viene eseguito nella stessa directory in cui si trova l'eseguibile ELF, il comando "edit" dovrebbe funzionare quindi saremo in grado di modificare il codice in esecuzione.

Configurare le connessioni USB

Connettere il Neo1973 emulato al PC Linux su cui l'emulatore è in esecuzione, è possibile (anche se in modo non prprio diretto, probabilmente a causa della complessità del tun-tap networking) e funziona come se un Neo1973 reale fosse connesso alla porta USB del computer, senza giocare con cavi. Se stai testando la tua applicazione sul Neo, potrebbe valere la pena instaurare questo tipo di connessione perché permette il networking tra il PC e ssh installato sul Neo, che è molto più comodo rispetto all'inserire comandi dal terminale OpenMoko emulato. Di seguito è descritto cosa è necessario fare per ottenere questa configurazione:

Un host Linux con un kernel 2.6. I seguenti driver come modulo o inclusi nel kernel: dummy_hcd, gadgetfs, usbnet, cdc_ether. Nota che sono necessari privilegi di root per la maggior parte dei comandi successivi. Per abilitare i driver in "make menuconfig":

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Gadget Support -> Support for USB Gadgets

Trova Device Drivers -> USB support -> USB Gadget Support -> USB Peripheral Controller e impostalo come Dummy HCD (DEVELOPMENT)

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Gadget Support -> Gadget Filesystem (EXPERIMENTAL) (sarebbe meglio averlo come modulo)

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Network Adapters -> Multi-purpose USB Networking Framework

Trova ed abilita Device Drivers -> USB support -> USB Network Adapters -> CDC Ethernet support (smart devices such as cable modems)

Gli ultimi due driver sono gli stessi che servono per usare le reti USB con i Neo reali. Una volta ottenuti i drivers, assicurarsi che la copia degli header del kernel sia aggiornata. In particolare il file /usr/include/linux/usb_gadgetfs.h deve essere presente. Se la tua distribuzione fornisce gli headers 2.6.18 o antecedenti, dovrai aggiornarli tramite il gestore dei pacchetti, o manualmente tramite
 # cp -a /usr/src/linux/include/linux/* /usr/include/linux/
(assumendo che il kernel si trovi in /usr/src/linux). Questo deve essere fatto prima di compilare qemu perché il sistema verifica la presenza degli headers e se non li trova disabilita la funzione USB Slave.

Dopo la compilazione di qemu e prima di eseguirlo, assicurarsi che i moduli sono caricati nel kernel. Ho trovato utile caricare gadgetfs con il seguente comando:

 # modprobe gadgetfs default_uid=1000  # assumendo che il mio User ID sia 1000

e aggiungendo la seguente linea al file /etc/fstab:

gadget         /dev/gadget    gadgetfs   noauto,user,group         0   0

Assicurarsi dell'esistenza del mountpoint /dev/gadget

 # mkdir -p /dev/gadget

Fatto questo il resto della procedura può essere eseguito come un utente regolare. gadgetfs viene montato tramite:

 $ mount /dev/gadget

Il parametro "default_uid" fa in modo che tutti i files sotto /dev/gadget diventino di proprietà dell'utente, siccome i files cono creati e cancellati dinamicamente, non è facile ottenerlo tramite udev. Ora possiamo eseguire qemu come al solito, aggiungendo "-usb -usbgadget" dovremmo abilitare la funzionalità USB Slave. Il comando "info usbslave" e "usb_add gadget" nel monitor potrebbero essere utili. L'istruzione precedente chiede al sistema operativo eseguito nell'emulatore (OpenMoko) di descrivere le sue funzionalità (come lsusb dopo che un Neo1973 viene connesso al PC). Possiamo vedere le configurazioni USB disponibili nell'output di questo comando. Siccome gadgetfs permette una sola configurazione, dovremo scegliere quelle desiderata - la maggior parte dei dispositivi hanno solo una di queste configurazioni, in questo caso possiamo usare semplicemente "usb_add gadget" per connetterlo all'host; i dispositivi CDC ethernet solitamente includono una seconda configurazione per il networking RNDIS (i.e. compatibilità Ms Windows) e così fa anche OpenMoko quando viene usato il dirver g_ether. Quindi, per il corretto funzionamento, aspettare che OpenMoko sia caricato completamente ed eseguire i seguenti comandi nel monitor QEMU:

QEMU 0.9.0 monitor - type 'help' for more information
(qemu) info usbslave 
USB2.2 device 1457:5122:
Manufacturer: Linux 2.6.20.7-moko8/s3c2410_udc
Product: RNDIS/Ethernet Gadget
Configuration 0: RNDIS
Configuration 1: CDC Ethernet
(qemu) 
(qemu) usb_add gadget:1

Il valore "1" in "usb_add gadget:N" è il numero della configurazione USB che vogliamo usare. Se è tutto corretto - verificare tramite dmesg - dovresti avere un'interfaccia di rete chiamata usb0 nel PC, attraverso cui è possibile comunicare con l'OpenMoko in QEMU:

 $ dmesg | tail
<6>gadgetfs: bound to dummy_udc driver
<7>hub 3-0:1.0: debounce: port 1: total 100ms stable 100ms status 0x101
<6>usb 3-1: new high speed USB device using dummy_hcd and address 3
<6>gadgetfs: connected
<7>usb 3-1: default language 0x0409
<7>usb 3-1: new device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=0
<6>usb 3-1: Product: RNDIS/Ethernet Gadget
<6>usb 3-1: Manufacturer: Linux 2.6.20.7-moko8/s3c2410_udc
<6>usb 3-1: configuration #1 chosen from 1 choice
<7>usb 3-1: adding 3-1:1.0 (config #1, interface 0)
<7>usb 3-1:1.0: uevent
<7>cdc_ether 3-1:1.0: usb_probe_interface - got id
<7>cdc_ether 3-1:1.0: status ep3in, 16 bytes period 14
<7>usb 3-1: adding 3-1:1.1 (config #1, interface 1)
<7>usb 3-1:1.1: uevent
 $ su -
Password:
 # tail /var/log/everything/current
May  8 19:25:32 [kernel] gadgetfs: connected
May  8 19:25:32 [kernel] gadgetfs: disconnected
May  8 19:25:32 [kernel] gadgetfs: configuration #1
May  8 19:25:32 [kernel] usb0: register 'cdc_ether' at usb-dummy_hcd-1, CDC Ethernet Device, 52:e7:eb:76:0a:d0
 # lsusb -vvv
Bus 003 Device 003: ID 1457:5122  
Device Descriptor:
  bLength                18
  bDescriptorType         1
  bcdUSB               2.00
  bDeviceClass            2 Communications
  bDeviceSubClass         0 
  bDeviceProtocol         0 
  bMaxPacketSize0        64
  idVendor           0x1457 
  idProduct          0x5122 
  bcdDevice            2.12
  iManufacturer           1 Linux 2.6.20.7-moko8/s3c2410_udc
  iProduct                2 RNDIS/Ethernet Gadget
  iSerial                 0 
  bNumConfigurations      1
  Configuration Descriptor:
    bLength                 9
    bDescriptorType         2
    wTotalLength           80
    bNumInterfaces          2
    bConfigurationValue     1
    iConfiguration          7 CDC Ethernet
    bmAttributes         0xc0
      Self Powered
    MaxPower                0mA
    Interface Descriptor:
      bLength                 9
      bDescriptorType         4
      bInterfaceNumber        0
      bAlternateSetting       0
      bNumEndpoints           1
      bInterfaceClass         2 Communications
      bInterfaceSubClass      6 Ethernet Networking
      bInterfaceProtocol      0 
      iInterface              5 CDC Communications Control
      CDC Header:
        bcdCDC               1.10
      CDC Union:
        bMasterInterface        0
        bSlaveInterface         1 
      CDC Ethernet:
        iMacAddress                      3 52E7EB760AD0
        bmEthernetStatistics    0x00000000
        wMaxSegmentSize               1514
        wNumberMCFilters            0x0000
        bNumberPowerFilters              0
      Endpoint Descriptor:
        bLength                 7
        bDescriptorType         5
        bEndpointAddress     0x83  EP 3 IN
        bmAttributes            3
          Transfer Type            Interrupt
          Synch Type               None
          Usage Type               Data
        wMaxPacketSize     0x0010  1x 16 bytes
        bInterval              14
    Interface Descriptor:
      bLength                 9
      bDescriptorType         4
      bInterfaceNumber        1
      bAlternateSetting       0
      bNumEndpoints           0
      bInterfaceClass        10 Data
      bInterfaceSubClass      0 Unused
      bInterfaceProtocol      0 
      iInterface              0 
    Interface Descriptor:
      bLength                 9
      bDescriptorType         4
      bInterfaceNumber        1
      bAlternateSetting       1
      bNumEndpoints           2
      bInterfaceClass        10 Data
      bInterfaceSubClass      0 Unused
      bInterfaceProtocol      0 
      iInterface              4 Ethernet Data
      Endpoint Descriptor:
        bLength                 7
        bDescriptorType         5
        bEndpointAddress     0x81  EP 1 IN
        bmAttributes            2
          Transfer Type            Bulk
          Synch Type               None
          Usage Type               Data
        wMaxPacketSize     0x0040  1x 64 bytes
        bInterval               0
      Endpoint Descriptor:
        bLength                 7
        bDescriptorType         5
        bEndpointAddress     0x02  EP 2 OUT
        bmAttributes            2
          Transfer Type            Bulk
          Synch Type               None
          Usage Type               Data
        wMaxPacketSize     0x0040  1x 64 bytes
        bInterval               0
Device Qualifier (for other device speed):
  bLength                10
  bDescriptorType         6
  bcdUSB               2.00
  bDeviceClass            2 Communications
  bDeviceSubClass         0 
  bDeviceProtocol         0 
  bMaxPacketSize0        64
  bNumConfigurations      1

 # ifconfig usb0 inet 192.168.0.200 netmask 255.255.255.0
 # exit
 $ ssh root@192.168.0.202
The authenticity of host '192.168.0.202 (192.168.0.202)' can't be established.
RSA key fingerprint is de:21:87:93:52:1c:6b:c7:69:29:6c:af:66:50:02:02.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '192.168.0.202' (RSA) to the list of known hosts.
root@192.168.0.202's password: 
root@fic-gta01:~$ uname -a
Linux fic-gta01 2.6.20.7-moko8 #1 PREEMPT Wed Apr 25 11:13:52 UTC 2007 armv4tl unknown
</div>