使用 SkyEye 模拟 ARM Linux

　　对于希望学习 ARM 汇编的同学而言， 购买 ARM 开发板进行板上实测无疑是一个有效的方法，不过购买 ARM 开发板需要一笔费用，而且每次测试都需要连接开发板，比较麻烦。这里介绍一个 ARM 模拟器——SkyEye，通过 SkyEye 我们可以直接在一台 PC 上完成 ARM 汇编程序的开发和调试了，摆脱了 ARM 开发板的限制，真是不错！

　　下面介绍如何使用：

　　1、下载 SkyEye 的最新版（​​https://sourceforge.net/projects/skyeye/​​），本文用的是 skyeye-1.3.4_rc1.tar.gz，同时为了后面的实验，还要下载 testsuite，它是 skyeye 的测试文件，这里的版本是 skyeye-testsuite-1.3.4，里面有 ArmLinux。

　　2、安装 SkyEye。

$ tar zxvf skyeye-1.3.4_rc1.tar.gz
$ cd skyeye

　　根据 INSTALL 文件里说的步骤：

./configure
make lib
make
sudo make install
sudo make

　　注意，在 make 时可能会缺各种文件，apt-get install 就可以了，比如我们这里所遇到的两个问题是：python-dev 和 llvm 没有安装。解决方法很简单：

$ sudo apt-get install python-dev
$ sudo apt-get

　　这样 SkyEye 就算安装好了。

3、添加环境变量。

　　默认 SkyEye 是安装在 /opt/ 下的，因此为了方便，我们在环境变量里把它的路径加入，我们写到 .bashrc 文件中，打开它：

$ vi ~/.bashrc

　　输入：

#SkyEye 1.3.4
export PATH=/opt/skyeye/bin:$PATH

　　之后注销再登录或执行 ​​source .bashrc​​ 就可以使环境变量生效了。

4、运行 arm_hello 测试程序。

　　SkyEye 安装好后会在 /opt/skyeye/testsuite 下有一个 arm_hello 的测试程序，按如下方式运行：

$ cd /opt/skyeye/testsuite/arm_hello
$ skyeye -e

　　注意：skyeye 要运行一个程序时必须要在这个程序的目录里，因为 skyeye 要读取这个程序的 skyeye.conf 配置文件，所以第一步我们要切换到 /opt/skyeye/testsuite/arm_hello 目录下。

　　这时我们会进入 skyeye 命令模式，输入 ​​start​​ 让 arm_hello 程序开始运行，会弹出一个“connecting to Ubuntu:xxx”的字样的窗口。

5、确保 arm_hello 正常运行。

　　在 skyeye 命令行输入 ​​run​​ 开始运行，这时窗口会不停的输出“helloworld”，说明 arm_hello 已经成功运行了！

6、arm_hello 的其他命令。

　　在 skyeye 命令行输入 ​​stop​​​ 停止运行；输入 ​​quit​​​ 退出skyeye；输入 ​​help​​ 查看帮助。

　　显然，上面只是安装好了 SkyEye，我们的目的是在 SysEye 中模拟 ARM Linux。那么，下面就来介绍如何在 SkyEye 上启动 Linux，就和在真实的 ARM 开发板上一样。

1、解压 testsuite 测试文件。

$ tar zxvf skyeye-testsuite-1.3.4_rc1.tar.gz

　　其中的 linux 目录就是我们要移植到板子上的 amrlinux，依次进入：s3c2410 –>s3c2410x-2.6.36，有三个文件，vmlinux 是 Linux 内核镜像，skyeye.conf 是配置文件，initrd.img 是临时根文件系统。我们在 /opt/skyeye/testsuite 下新建一个目录，然后 copy 过来：

$ sudo mkdir /opt/skyeye/testsuite/armlinux
$ cd linux/s3c2410/s3c2410x-2.6.36
$ sudo copy * /opt/skyeye/testsuite/armlinux

2、运行 vmlinux 。

$ cd /opt/skyeye/testsuite/armlinux
$ skyeye -e

　　进入 skyeye 命令模式，输入 ​​start​​​ 打开串口窗口。
　　（我在执行这一步时出错：failed to setup_module (name:net, type:cs8900a)，我把 skyeye.conf 里的 net 那一行注释掉了，就行了。）
　　如果窗口没有打开，则修改 ​​​uart:mod=stdio​​​ 为 ​​uart:mod=term​​，然后再试试。

3、启动 Linux 。

　　在 skyeye 命令行输入 ​​run​​ 启动Linux，屏幕随即会输出串口信息，不过速度很慢！

附几张图：

　　上面我们简单介绍了如何使用 SkyEye，并且成功运行了既有的 arm_hello 程序，不过这个是针对 arm7 的，现在我们要用 SkyEye 模拟 s3c2410（arm920T）。下面我们开始 SkyEye 的第二部分。

1、首先在 /opt/skyeye/testsuite 下建立 myhello 目录。

$ mkdir /opt/skyeye/testsuite/myhello

2、添加 myhello.c 文件。

$ cd /opt/skyeye/testsuite/myhello
$ vi myhello.c

　　输入如下内容：

#define
void myhello(void) 
{     
  long * addr = (long *)0x50000020; 
  int timeout = 0; 

  while(1) { 
    timeout = 0; 
    while(++timeout <= INTERVAL); 

    *addr = 'a'; 
  } 
}

　　地址 0x50000020 就是 UART 的通道 0（UTXH0）的发送缓冲，把数据写入这个地址就会自动发送出去，当然在模拟器中，发送的目标地址就是我们的屏幕啦。

3、准备启动代码。

　　myhello.c 写好了之后，我们还要准备一段 s3c2410 的启动代码，这段代码在 s3c2410 一上电之后就开始执行，在这段启动代码中，回跳转到我们写的 myhello.c 函数。打开 start.S 文件：

$ vi start.S

　　输入如下内容：

.text 
    .align 4 
    .global _start 

_start: 
    ldr sp, =1024*4 
    bl  myhello 

halt:

　　上面这段很简单，就是声明了一个 ​​_start​​ 标记，这个标记在下面会用到，作为程序的入口地址。汇编和 C 链接的唯一必须的一步就是设置堆栈，这里我们把 sp 指向 4k 顶部，然后跳转到我们的 c 函数myhello 。

4、编写链接脚本。

　　链接的顺序就是先 start.S 后 myhello.c，打开 myhello.lds 文件：

$ vi myhello.lds

　　输入如下内容：

OUTPUT_ARCH(arm) 
ENTRY(_start) 
SECTIONS 
{ 
  . = 0x00000000; 
  .text :   
  { 
    start.o 
    myhello.o 
    *(.rodata) 
  } 

  . = ALIGN(8192); 

  .data : {*(.data)} 

  .bss : {*(.bss)} 
}

　　表示输出 arm 格式，第二句表示入口点是 ​​_start​​​ 标记，就是第3步的那个 ​​_start​​ 标记，然后在 0x00000000 处先插入 start.o，然后插入 myhello.o 。

5、编写 Makefile 文件。

$ vi Makefile

　　输入如下内容：

CC=arm-linux-gcc 
LD=arm-linux-ld 
CFLAGS= -c -g -march=armv6 -mtune=arm920t   
LDFLAGS= -N -p -X -Thello.lds 

myhello: start.o myhello.o 
    $(LD) $(LDFLAGS)  start.o myhello.o -o myhello 
    arm-linux-objdump -xS myhello > myhello.s 
    arm-linux-readelf -a myhello > myhello.r 
    arm-linux-nm myhello > myhello.n 

start.o: start.S 
    $(CC) $(CFLAGS) start.S   

myhello.o: myhello.c 
    $(CC) $(CFLAGS) myhello.c 

clean: 
    rm -rf *.o myhello *.r *.n *.s
arm-linux-objdump -xS myhello > myhello.s

arm-linux-readelf -a myhello > myhello.r

arm-linux-nm myhello > myhello.n

6、最后我们还需要一个 skyeye 配置文件。

$ vi skyeye.conf

　　输入如下内容：

#skyeye config file 
arch:arm 
cpu: arm920t 
mach: s3c2410x 

# boot  
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x04000000, boot=yes 

# physical memory  
mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x30000000, size=0x02000000 

# all peripherals I/O mapping area  
mem_bank: map=I, type=RW, addr=0x48000000, size=0x20000000 

uart:mod=term 
#log: logon=0, logfile=./sk1.log, start=0, end=200000

7、编译。

$ cd /opt/skyeye/testsuite/myhello
$ make

8、测试。

$ cd /opt/skyeye/testsuite/myhello
$ skyeye -e

　　在 skyeye 命令模式下输入：

start

　　我们会发现连续输出了字符“a”，完成！

【PS：网友建议】源码中有两处值得商榷的地方:

1) Makefile 第3、4行, 建议为:

CFLAGS= -c -g -march=armv4 -mtune=arm920t
LDFLAGS= -N -p -X -Tmyhello.lds

2) skyeye.config 第15行, 建议为:

uart:mod=stdio