在cmd中使用qemu模拟环境运行单元测试的elf文件时一直卡在黑屏没用动静

Question

在cmd下执行：qemu-system-aarch64 -M xlnx-zcu102 -cpu cortex-a53 -nographic -kernel unit_test.elf -serial mon:stdio -icount shift=auto -d int,cpu_reset -D qemu.log后，页面一直卡在这里没有动静，该如何解决呢？

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在使用 QEMU 模拟环境运行单元测试的 ELF 文件时，如果遇到卡在黑屏或没有动静的情况，可能是由于多种原因导致的。以下是一些可能的解决方案和调试步骤：

1. 检查 ELF 文件是否正确

首先，确保你的 unit_test.elf 文件是正确的，并且是为 aarch64 架构编译的。你可以使用 file 命令来检查 ELF 文件的架构：

file unit_test.elf

输出应该类似于：

unit_test.elf: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

如果 ELF 文件的架构不正确，你需要重新编译它。

2. 检查 QEMU 命令行参数

确保你使用的 QEMU 命令行参数是正确的。特别是 -M xlnx-zcu102 和 -cpu cortex-a53 这些参数，它们指定了模拟的硬件平台和 CPU 类型。如果你不确定这些参数是否正确，可以尝试使用更通用的参数，例如：

qemu-system-aarch64 -M virt -cpu cortex-a53 -nographic -kernel unit_test.elf -serial mon:stdio

3. 检查 QEMU 日志

你已经使用了 -D qemu.log 参数来生成日志文件。检查 qemu.log 文件，看看是否有任何错误信息或异常情况。日志文件可能会提供一些线索，帮助你找到问题的根源。

4. 增加调试信息

你可以增加更多的调试信息来帮助诊断问题。例如，使用 -d 参数来启用更多的调试输出：

qemu-system-aarch64 -M xlnx-zcu102 -cpu cortex-a53 -nographic -kernel unit_test.elf -serial mon:stdio -icount shift=auto -d int,cpu_reset,in_asm,exec -D qemu.log

这将输出更多的调试信息，包括 CPU 执行的指令和中断处理等。

5. 检查串口输出

确保你的 ELF 文件有正确的串口输出。有些情况下，程序可能已经运行，但没有输出到串口。你可以尝试在代码中增加一些调试输出，确保它们能够通过串口打印出来。

6. 使用 GDB 调试

你可以使用 GDB 来调试 QEMU 中运行的 ELF 文件。首先，启动 QEMU 并等待 GDB 连接：

qemu-system-aarch64 -M xlnx-zcu102 -cpu cortex-a53 -nographic -kernel unit_test.elf -serial mon:stdio -s -S

然后，在另一个终端中使用 GDB 连接到 QEMU：

aarch64-none-elf-gdb unit_test.elf

在 GDB 中，输入以下命令连接到 QEMU：

target remote :1234

然后你可以设置断点、单步执行等，来调试你的程序。

7. 检查 QEMU 版本

确保你使用的 QEMU 版本是最新的，或者至少是支持你所使用的硬件平台的版本。有时，旧版本的 QEMU 可能不支持某些硬件平台或功能。

8. 检查硬件平台支持

xlnx-zcu102 是 Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC 的一个开发板。确保你的 QEMU 版本支持这个硬件平台。如果不确定，可以尝试使用更通用的 virt 平台。

9. 检查内存映射

有时，程序可能因为内存映射不正确而无法运行。你可以使用 -d guest_errors 参数来检查是否有内存访问错误：

qemu-system-aarch64 -M xlnx-zcu102 -cpu cortex-a53 -nographic -kernel unit_test.elf -serial mon:stdio -d guest_errors -D qemu.log

10. 检查中断和异常处理

如果程序在启动时遇到中断或异常，可能会导致它卡住。你可以使用 -d int 参数来检查中断处理情况。

总结

通过以上步骤，你应该能够找到问题的根源并解决它。如果问题仍然存在，建议逐步简化问题，例如使用更简单的硬件平台或更小的测试程序，逐步排查问题。