QEMU MIPS32 - 在自定义板上实现16550 Uart

Question

我正在尝试使用QEMU模拟一段固件，但我无法让UART设备正确更新行状态寄存器并显示输入字符。

细节：

目标设备：高通QCA9533（如果您感兴趣，文档在此）

目标固件：带有U-Boot引导程序的VxWorks 6.6

CPU：MIPS 24Kc

板子：mipssim（修改过）

内存：512MB

使用的命令：qemu-system-mips -S -s -cpu 24Kc -M mipssim –nographic -device loader,addr=0xBF000000,cpu-num=0 -serial /dev/ttyS0 -bios target_image.bin

我很抱歉，无法分享我的源代码。然而，由于我正在尝试重新配置mipssim板，我只对代码进行了轻微更改，如下：

• 将bios内存区域的基址重定位到0x1F000000

• 将 load_image_targphys() 的目标地址更改为0x1F000000

• 将 $pc 的初始值更改为0xBF000000 (TLB 重新映射的0x1F000000)

• 将mipssim serial_init()的调用替换为 serial_mm_init(isa, 0x20000, env->irq[0], 115200, serial_hd(0), DEVICE_NATIVE_ENDIAN).

虽然 serial_init() 看起来可能是当前被接受的标准，但我在重映射它时没有任何运气。我注意到malta板没有问题地输出了我给它的MIPS测试内核，所以我尝试模仿那里所做的。然而，我仍然无法理解QEMU的工作原理，也找不到许多解释它的好资源。我在源代码和包含的文档中继续浏览，但同时我希望有人能对我做错了什么有所了解。

二进制文件可以从地址0xBF000000正确加载和执行，但在第一个UART轮询循环时挂起。在QEMU监视器中查看mtree，显示I/O设备被正确映射到地址范围0x18020000-0x1802003F，当固件写入Tx缓冲区时，gdb显示字符成功写入内存。只是串行设备没有进一步的操作来拉取该字符并显示它，因此固件无休止地轮询LSR等待更新。

在QEMU中进行串行/硬件交互时，我是否漏掉了什么？我原以为重新映射mipssim板的所有现有功能组件就足以使串行通信正常工作，特别是目标使用与mipssim相同的16550 UART。如果您有任何见解，请告诉我。如果我能找到一种使用符号调试QEMU本身的方法将非常有帮助，但同时我不确定我要寻找什么。即使是关于如何缩小问题范围的建议也会很有用。

谢谢！

- SwarthyMantooth

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进一步更新：我仔细查看了文档，似乎需要实现一个APB，因为QCA9533没有直接连接到GPIO引脚的UART。我在SPARC代码中找到了一个APB UART的实现，但我仍在努力将其移植以适应MIPS。不确定这是否是正确答案，但这是我目前唯一得到的线索。 - SwarthyMantooth

Answer 1

经过大量的努力，我成功使UART工作。这个问题的答案在于serial_ioport_read()和serial_ioport_write()函数。当数据被读取或写入串行设备的MemoryRegion时（该设备在serial_init()或serial_mm_init()中初始化），QEMU调用这两个方法作为回调。这些函数对地址（作为addr传递给函数）进行一定的掩码处理以确定正在引用哪个寄存器，然后从与该寄存器对应的SerialState结构返回值。这非常简单，但我猜一旦你搞清楚了所有的东西，一切似乎都很简单。一个重要转折点是意识到QEMU实际上将串行设备实现为带有特殊功能的MemoryRegion，并通过内存操作触发它。

无论如何，希望这能帮助未来的某个人避免我经历的噩梦。祝福！

- SwarthyMantooth

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干得好！继续加油 :) - not2qubit