QEMU模拟ARM并调试汇编的方法和注意事项 - ARM开发

最新推荐文章于 2025-04-09 21:59:36 发布
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文章标签： arm开发 汇编
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本文介绍了如何使用QEMU在Ubuntu环境下模拟ARM架构，并详细阐述了从编写汇编代码到通过GDB进行调试的完整过程，包括设置断点、查看寄存器和内存内容等调试步骤。同时，文中也提到了模拟调试时需要注意的事项，如软件版本兼容性和正确使用GDB命令。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

概述：
在ARM架构的开发中，模拟器是一个非常有用的工具，它可以帮助我们在不依赖实际硬件的情况下进行开发和调试。QEMU是一个广泛使用的模拟器，它支持多种架构，包括ARM。在本文中，我们将介绍如何使用QEMU模拟ARM，并进行汇编代码的调试。

QEMU安装：
首先，我们需要安装QEMU模拟器。以下是使用Ubuntu作为操作系统的安装步骤：

  1. 打开终端并执行以下命令以安装QEMU：
    sudo apt-get update
sudo apt-get install qemu
```

ARM汇编代码编写：
在开始使用QEMU模拟ARM之前，我们需要编写一些ARM汇编代码。以下是一个简单的示例，将两个数字相加并将结果存储在寄存器中：

.global _start

.section .data
    num1:   .word 10
    num2:   .word 20

.section .text
_start:
    ldr r0, =num1    @ 将num1加载到寄存器r0
    ldr r1, =num2    @ 将num2加载到寄存器r1
    ldr r2, [r0]     @ 将num1的值加载到r2
    ldr r3
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 基于X86平台的ARM指令集模拟器的设计
01-30
 随着嵌入式系统软件的发展，以及嵌入式应用在各个行业的普及，嵌入式系统开发已经被越来越多的人所关注。目前，嵌入式软件更新频率快，因此要求开发者在短期内能开发出具有针对型的应用程序，然而嵌入式系统运行环境往往是用户制定，并且运行在特定的硬件环境中。常规的软件开发方法往往导致嵌入式系统开发效率低下，同时大幅提高了开发成本。因此，实现对嵌入式系统硬件环境的仿真能有效提高嵌入式系统开发效率。本文针对此问题，结合现有ARM体系架构和指令集模拟器实现原理，提出了一套基于X86平台的ARM指令集模拟器的设计方案。
SimIt-ARM-3.0 ARM指令模拟器
09-08
SimIt-ARM-3.0 给予命令行ARM指令模拟器，短小精悍，是研究ARM处理器的好工具，该模拟器既可以运行用户级别的ELF程序，又可以模拟运行Linux操作系统；提供了简单易用的调试命令，可以逐条跟踪指令的执行。 SimIt-ARM-3.0-gk-20150902.tar.bz2 HowTo 0.what is SimIt-ARM-3.0 SimIt-ARM 3.0 is an instruction-set simulator that runs both system-level and user-level ARM programs, for more about it please read user's guide file. 1.how to build tar jxvf SimIt-ARM-3.0-gk-20150902.tar.bz2 cd SimIt-ARM-3.0-gk ./configure make make install After these steps, the ./build/bindirectory contains the following programs: ema An ARM interpreter. To test the installation was successful type ./build/bin/ema test/wc configure modifiy PATH environment variable: PATH=$PATH:$HOME/SimIt-ARM-3.0-gk/build/bin ; export PATH 2. how to use 2.1 run user-level ARM programs [root@ORA9 SimIt-ARM-3.0-gk]# cd gcc-asm [root@ORA9 gcc-asm]# more hello.c /* * hello.c * Tue Sep 8 10:13:40 CST 2015 */ int main() { printf("hello world\n"); __asm("mov r0,#2\n\t" "swi 0x1\n\t"); // syscall: exit(2); } [root@ORA9 gcc-asm]# arm-linux-gcc -v Reading specs from /usr/local/arm/3.4.1/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.1/specs Configured with: /opt/crosstool/crosstool-0.28/build/arm-linux/gcc-3.4.1-glibc-2.3.2/gcc-3.4.1/configure --target=arm-linux --host=i686-host_pc-linux-gnu --prefix=/opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.1-glibc-2.3.2 --with-float=soft --with-headers=/opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.1-glibc-2.3.2/arm-linux/include --with-local-prefix=/opt/crosstool/arm-linux/gcc-3.4.1-glibc-2.3.2/arm-linux --disable-nls --enable-threads=posix --enable-symvers=gnu --enable-__cxa_atexit --enable-languages=c,c++ --enable-shared --enable-c99 --enable-long-long Thread model: posix gcc version 3.4.1 [root@ORA9 gcc-asm]# arm-linux-gcc hello.c -o hello -static [root@ORA9 gcc-asm]# ls -l hello* -rwxr-xr-x 1 root root 520775 Sep 8 10:18 hello -rw-r--r-- 1 root root 160 Sep 8 10:15 hello.c [root@ORA9 gcc-asm]# file hello hello: ELF 32-bit LSB executable, ARM, vers
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本文档的主要内容详细介绍的是ARM教程之ARM常用开发工具及相应开发环境配置资料说明包括了：ADS（ARM Developer Suite），IAR Embedded Workbench，KEIL FOR ARM   使用的配置都相对比较简单。   基本不需要自己编写ARM的启动代码。避免了枯燥的ARM汇编语言的学习过程。   学ARM的人可以直接使用C语言编写运用程序。   可以使用低廉的H-JTAG调试代理直接在FLASH中调试。这对最多只有8kRAM的LPC210X ARM来说是一很不错的选择。   H-JTAG 使用电脑的并口进行调试。 调试速度一般。 不能在flash中仿真和调试代码。 必须使用调试代理方式。 能够调试的芯片种类有限。 成本低廉。 J-LINK 使用电脑的USB或网络端口进行调试。 调试速度快。 可以在flash中进行仿真 具有多种仿真模式（可使用调试代理）。 能够调试的芯片很多。 成本较高。
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探秘 uEmu：一款强大的 ARM 汇编代码模拟器
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探秘 uEmu：一款强大的 ARM 汇编代码模拟器 去发现同类优质开源项目:https://gitcode.com/ 项目简介 是一个开源的、高效的 ARM 架构汇编代码模拟器，由 AlexHude 创建并维护。该项目旨在提供一个详尽的、可扩展的平台，用于测试和理解 ARM 指令集在实际环境中的行为。它不仅对开发者有吸引力，也是教育和研究领域的一把利器。 技术分析 uEmu 的核心是其高度精确的 ...
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### 使用QEMU模拟ARM架构并进行调试 #### 安装QEMU模拟器 为了能够顺利地使用QEMU来进行ARM架构的仿真，需要先安装QEMU工具。可以通过包管理器轻松完成这一操作，在基于Debian/Ubuntu系统的命令如下所示： ```bash sudo apt-get update && sudo apt-get install qemu-system-arm gdb-multiarch ``` 对于其他Linux发行版，则应参照相应的文档来获取适合版本的QEMU软件包。 #### 编写与编译ARM汇编代码 创建一个简单的ARM汇编源文件`example.s`作为例子[^1]， ```assembly .global _start _start: mov r0, #42 @ Load immediate value into register R0. b . @ Infinite loop by branching to self. ``` 接着利用交叉编译链将上述汇编程序转换成适用于目标平台(即ARM)的二进制可执行文件: ```bash arm-linux-gnueabihf-as example.s -o example.o arm-linux-gnueabihf-ld example.o -o example.bin ``` #### 启动QEMU并加载镜像 准备好待测试的应用之后，就可以通过下面这条指令让QEMU运行该应用了；这里假设已经有一个名为`kernel.img`的操作系统内核映像存在当前目录下： ```bash qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel kernel.img \ -append "root=/dev/mmcblk0p2 rw console=ttyAMA0" \ -serial stdio -gdb tcp::1234 -S & ``` 此命令设置了VExpress A9模型(-M选项)，分配内存大小为512MB(-m参数), 并指定了要引导的内核文件路径(-kernel 参数). `-append`后面跟的是传递给内核的命令行参数. `console=ttyAMA0`表示控制台输出重定向至串口设备; `-serial stdio`使得标准输入输出被当作虚拟机上的串行端口处理[-^1]. 最后两个参数用于开启GDB远程调试支持:`tcp::1234`指定监听本地TCP端口1234等待来自GDB客户端的连接请求,-S则暂停CPU直到收到继续执行信号. #### 连接GDB进行调试 打开另一个终端窗口启动GNU Debugger (GDB): ```bash arm-linux-gnueabihf-gdb ./example.bin (gdb) target remote localhost:1234 (gdb) continue ``` 此时,GDB会尝试连接到之前由QEMU设置好的侦听地址上，并允许开发者逐步跟踪、查看寄存器状态以及修改变量值等常规调试动作[^2].
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