TinyEMU编译与使用

1 介绍

原名为riscvemu，于2018-09-23，改为TinyEMU。

TinyEMU是Fabrice Bellard写的一个RISC-V和X86模拟器，它的目的是小而简单，同时又完整。Fabrice Bellard正是开发鼎鼎大名QEMU的作者。
官网：https://bellard.org/tinyemu/

主要特点：

• 支持RV128IMAFDQC基本ISA（用户级ISA版本2.2，特权架构版本1.10）的RISC-V系统仿真器包括:
• 32/64/128位整数寄存器
• 32/64/128位浮点指令（使用SoftFP库)
• 压缩指令
• 动态XLEN变化
• 基于KVM的x86系统仿真器
• 虚拟控制台、网络、块设备、输入和9P文件系统
• 带SDL的图形显示
• JSON配置文件
• 远程HTTP块设备和文件系统
• 代码小，易于修改，外部依赖性少
• Javascript版本运行Linux和Windows 2000。

2 准备工作

通过官网，下载以下内容。

• TinyEMU源码：tinyemu-2019-12-21.tar.gz
• RISC-V boot loader、Linux kernel、filesystem：diskimage-linux-riscv-2018-09-23.tar.gz

3 编译TinyEMU

本文环境为Ubuntu 20.04。

3.1 安装依赖库

需要安装 libcurl、OpenSSL 和 SDL 库，TinyEMU源码对这些库函数有依赖。

以下为，其他情况，可忽略。

• 如果环境中实在缺少这些库，也可以通过注释掉Makefile中的CONFIG_FS_NET或CONFIG_SDL，来编译TinyEMU。
• 如果在32位主机上编译，可以通过编辑Makefile，以禁止编译为128位目标(对于生成128位RISCV目标，编译器必须支持__int128 C扩展)。

3.2 编译

进入源码目录tinyemu-2019-12-21中，编译TinyEMU源码：

make

编译成功，可执行程序为temu。
也可以选择，通过以下命令，将temu程序，安装到 /usr/local/bin 系统路径下：

make install

编译时，若报错：“fatal error: curl/multi.h: No such file or directory”
原因：缺少libcurl库
解决办法：sudo apt-get install libcurl4-openssl-dev，安装libcurl。

4 运行TinyEMU

根据RISC-V boot loader、Linux kernel、filesystem文件获取方式的不同，TinyEMU可以有2种运行方式：

• 在线运行（无需下载）；
• 离线运行。

4.1 在线运行

在官网https://bellard.org/jslinux/index.html，有如下OS镜像：

图中标识，表示在riscv64 CPU运行的，不带图形界面的Linux Kernel系统，这样环境的TinyEMU配置文件，在“TEMU Config”列的“url”链接处。打开后，如下所示：

buildroot-riscv64.cfg文件中，记录了RISC-V boot loader、Linux kernel、filesystem这些文件的名称及路径配置。
因此，我们可通过如下命令，在线加载相关文件：

./temu https://bellard.org/jslinux/buildroot-riscv64.cfg

需要等待几分钟，加载快慢，取决于网络环境。
linux内核加载，并启动完成，如下所示：

打印Welcome信息，当前目录下有hello.c，我们使用gcc hello.c -o hello编译，可能也需要等一会。

编译与执行成功，说明linux内核，已经在TinyEMU上成功跑起来了。
上述列表中，其他OS也可以通过这样的方式，运行起来，这里不再赘述。

4.2 离线运行

在准备工作中，我们下载的diskimage-linux-riscv-2018-09-23.tar.gz文件，这里才发挥作用。

解压后，如下内容：

该目录下，有RISC-V boot loader、Linux kernel、filesystem等文件，这次，我们使用root-riscv64.cfg配置文件。

将可执行程序temu，拷贝至diskimage-linux-riscv-2018-09-23目录下，然后执行：

./temu -ctrlc root-riscv64.cfg

-ctrlc，参数表示可以使用Ctrl+C快捷键，退出模拟器；未加此选项的话，Ctrl+C无效。

非常快，秒进OS，如下所示：

随便执行几条命令，如下所示：

说明linux内核，已经在TinyEMU上成功运行。

5 共享目录

TinyEMU中运行的linux虚拟机，如何与TinyEMU所在的主机，进行文件共享和传输呢？

TinyEMU也是支持的，主要有以下三个步骤。

5.1 修改root_9p-riscv64.cfg

官方提供的root_9p-riscv64.cfg，文件内容，如下：

/* VM configuration file */
{version: 1,machine: "riscv64",memory_size: 128,bios: "bbl64.bin",cmdline: "console=hvc0 root=/dev/vda rw",drive0: { file: "root-riscv64.bin" },/* Also access to the /tmp directory. Use mount -t 9p /dev/root /mntto access it. */fs0: { tag: "/dev/root", file: "/tmp" },eth0: { driver: "user" },
}

需在bios行后，添加内容kernel: "kernel-riscv64.bin",

5.2 启动TinyEMU

然后，再启动TinyEMU：

./temu -ctrlc root_9p-riscv64.cfg

如果未按上述要求，修改cfg文件，则启动时，会报如下错误：

5.3 执行挂载命令

在TinyEMU中执行的linux虚拟机（Guest）上，执行挂载命令：

mount -t 9p /dev/root /mnt

到此，主机（Host）上的 /tmp 目录下内容，在linux虚拟机的 /mnt 中已经可见了。

6 TinyEMU命令帮助

TinyEMU命令使用形式，如下所示：

temu [options] config_file

其各项参数含义，如下所示：

• options可为以下任一或多个选项。
  • -m ram_size：设置内存大小，单位为MB
  • -rw：允许对磁盘镜像(default=snapshot)进行写访问，打开之后，在虚拟机中对文件系统做的修改，可以被保存（比如，保存到root-riscv64.bin中），下次启动后，该修改依然存在。
  • -ctrlc：拦截Ctrl+C按键，以便退出TinyEMU模拟器
  • -append cmdline：将cmdline附加到内核命令行
  • -no-accel：禁用虚拟机加速(仅限KVM、x86机器)
  • -h：打印帮助信息
• config_file为*.cfg文件名。

更多帮助信息，可参考diskimage-linux-riscv-2018-09-23和tinyemu-2019-12-21目录下的readme.txt，以及官网。