【RT-Thread學(xué)習(xí)筆記】如何優(yōu)雅地退出QEMU模擬器？

1 問題場景

相信很多人也跟我一樣，剛接觸RT-Thread不久，正在學(xué)習(xí)RT-Thread的路上，然而學(xué)習(xí)一款嵌入式實時操作系統(tǒng)，沒有一個硬件開發(fā)板，在我之前的認(rèn)知里面，這應(yīng)該很難把RTOS的內(nèi)核代碼調(diào)試起來吧？

直到了解了RT-Thread，我才知道原來有QEMU模擬器這么個東西。

所以我很快就參考相關(guān)教程，把QEMU給裝起來了，結(jié)合RT-Thread編譯bsp的方法，很快我選擇的qemu-vexpress-a9固件很快就編譯出來了。

看了bsp目錄下有好幾個啟動腳本：

1. bsp/qemu-vexpress-a9$ ls -al *.sh
2. -rwxr-xr-x 1 recan system 168 Sep 6 10:43 qemu-dbg.sh
3. -rwxr-xr-x 1 recan system 187 Oct 22 17:41 qemu-nographic.sh
4. -rwxr-xr-x 1 recan system 166 Sep 6 10:43 qemu.sh

我逐個嘗試，發(fā)現(xiàn)在我的環(huán)境下，只有./qemu-nographic.sh能夠跑起來。

1. bsp/qemu-vexpress-a9$ ./qemu-nographic.sh
2. qemu-system-arm: -no-quit is only valid for GTK and SDL, ignoring option
3. WARNING: Image format was not specified for 'sd.bin' and probing guessed raw.
4. Automatically detecting the format is dangerous for raw images, write operations on block 0 will be restricted.
5. Specify the 'raw' format explicitly to remove the restrictions.
6. ALSA lib confmisc.c:767:(parse_card) cannot find card '0'
7. ALSA lib conf.c:4732:(_snd_config_evaluate) function snd_func_card_driver returned error: No such file or directory
8. ALSA lib confmisc.c:392:(snd_func_concat) error evaluating strings
9. ALSA lib conf.c:4732:(_snd_config_evaluate) function snd_func_concat returned error: No such file or directory
10. ALSA lib confmisc.c:1246:(snd_func_refer) error evaluating name
11. ALSA lib conf.c:4732:(_snd_config_evaluate) function snd_func_refer returned error: No such file or directory
12. ALSA lib conf.c:5220:(snd_config_expand) Evaluate error: No such file or directory
13. ALSA lib pcm.c:2642:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default
14. alsa: Could not initialize DAC
15. alsa: Failed to open `default':
16. alsa: Reason: No such file or directory
17. ALSA lib confmisc.c:767:(parse_card) cannot find card '0'
18. ALSA lib conf.c:4732:(_snd_config_evaluate) function snd_func_card_driver returned error: No such file or directory
19. ALSA lib confmisc.c:392:(snd_func_concat) error evaluating strings
20. ALSA lib conf.c:4732:(_snd_config_evaluate) function snd_func_concat returned error: No such file or directory
21. ALSA lib confmisc.c:1246:(snd_func_refer) error evaluating name
22. ALSA lib conf.c:4732:(_snd_config_evaluate) function snd_func_refer returned error: No such file or directory
23. ALSA lib conf.c:5220:(snd_config_expand) Evaluate error: No such file or directory
24. ALSA lib pcm.c:2642:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default
25. alsa: Could not initialize DAC
26. alsa: Failed to open `default':
27. alsa: Reason: No such file or directory
28. audio: Failed to create voice `lm4549.out'
30. \ | /
31. - RT - Thread Operating System
32. / | \ 4.0.4 build Nov 5 2021
33. 2006 - 2021 Copyright by rt-thread team
34. lwIP-2.1.2 initialized!
35. [I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
36. [I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.
37. [I/SDIO] switching card to high speed failed!
38. hello rt-thread 99, 99
39. 1, 2
40. 1, 2
41. 1, 2
42. msh />

不過問題來了，我想重新編譯源碼，再次運行新的代碼，怎么辦呢？如何才能退出這個QEMU命令行控制臺？

2 嘗試解決

2.1 牛刀小試

大家都知道，Linux退出一個控制臺啟動的程序，使用CTRL+C就可以把它退出來，我試了一下，發(fā)現(xiàn)它壓根就不認(rèn)CTRL+C，只是一直輸出一些亂碼符號。

2.2 我放大招

既然CTRL+C不能，那我用killall-9xxx總可以吧？難不成你還能逃脫Linux內(nèi)核對你的管控？

于是另開一個控制臺，直接killall-9qemu-system-arm，結(jié)果一試，的確可以退出QEMU（連進程都退出來了）。

但是問題來了，退出QEMU之后，這個控制臺感覺亂來了，我一瞧回車，它都不好好換行了，你看看！

這就很讓人難受了，控制臺沒法用了，而且這個時候敲命令進去還不能回顯，也不知道你敲對了沒有，只好退出命令行，重新登入，控制臺得以恢復(fù)。

2.3 黔驢技窮

上面的這種情況，顯示是我不能接受的，這個我倒是想了一下，QEMU不可能不支持退出吧，會不會什么啟動參數(shù)我搞錯了，于是qemu-system-arm-h，找了幾個看似跟這個問題相關(guān)的參數(shù)：

1. qemu-system-arm -h
2. ...
3. -no-quit disable SDL window close capability
4. ...
5. -no-reboot exit instead of rebooting
6. ...
7. -no-shutdown stop before shutdown

于是在qemu-nographic.sh添加來嘗試：

1. if [ ! -f "sd.bin" ]; then
2. dd if=/dev/zero of=sd.bin bs=1024 count=65536
3. fi
5. qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp cpus=2 -kernel rtthread.bin -nographic -sd sd.bin -no-shutdown -no-quit -no-reboot

運行之后，同樣在另一個控制臺使用killall-9qemu-system-arm退出，發(fā)現(xiàn)有的時候退出QEMU的控制臺可以好好的，有的時候換行問題依然存在，沒有找到規(guī)律，實在沒辦法，就不了了之了。

3 終極方案

3.1 發(fā)現(xiàn)新大陸

直到今天，我偶然翻到RT-Thread的官方文檔，對RT-Thread Smart版本的介紹的時候，有一個章節(jié)是介紹使用QEMU模擬環(huán)境進行代碼調(diào)試運行的，里面居然提到了如何退出QEMU!

Word天吶，那種感覺簡直像是發(fā)現(xiàn)新大陸一樣。 馬上登入QEMU開發(fā)環(huán)境做測試，果然，操作竟是如此的絲滑，爽就一個字！

真的像是歷史難題被解決的那種感覺。

3.2 扒一扒到底誰讓QEMU退出了

第一感覺是不是RT-Thread的Finsh組件處理了這個CTRL+A,X？ 于是找了Finsh的關(guān)鍵代碼：

1. void finsh_thread_entry(void *parameter)
2. {
3. int ch;
5. /* normal is echo mode */
6. #ifndef FINSH_ECHO_DISABLE_DEFAULT
7. shell->echo_mode = 1;
8. #else
9. shell->echo_mode = 0;
10. #endif
12. #if !defined(RT_USING_POSIX) && defined(RT_USING_DEVICE)
13. /* set console device as shell device */
14. if (shell->device == RT_NULL)
15. {
16. rt_device_t console = rt_console_get_device();
17. if (console)
18. {
19. finsh_set_device(console->parent.name);
20. }
21. }
22. #endif
24. #ifdef FINSH_USING_AUTH
25. /* set the default password when the password isn't setting */
26. if (rt_strlen(finsh_get_password()) == 0)
27. {
28. if (finsh_set_password(FINSH_DEFAULT_PASSWORD) != RT_EOK)
29. {
30. rt_kprintf("Finsh password set failed.\n");
31. }
32. }
33. /* waiting authenticate success */
34. finsh_wait_auth();
35. #endif
37. rt_kprintf(FINSH_PROMPT);
39. while (1)
40. {
41. ch = (int)finsh_getchar();
42. if (ch < 0)
43. {
44. continue;
45. }
47. /*
48. * handle control key
49. * up key : 0x1b 0x5b 0x41
50. * down key: 0x1b 0x5b 0x42
51. * right key:0x1b 0x5b 0x43
52. * left key: 0x1b 0x5b 0x44
53. */
54. if (ch == 0x1b)
55. {
56. shell->stat = WAIT_SPEC_KEY;
57. continue;
58. }
59. else if (shell->stat == WAIT_SPEC_KEY)
60. {
61. if (ch == 0x5b)
62. {
63. shell->stat = WAIT_FUNC_KEY;
64. continue;
65. }
67. shell->stat = WAIT_NORMAL;
68. }
69. else if (shell->stat == WAIT_FUNC_KEY)
70. {
71. shell->stat = WAIT_NORMAL;
73. if (ch == 0x41) /* up key */
74. {
75. #ifdef FINSH_USING_HISTORY
76. /* prev history */
77. if (shell->current_history > 0)
78. shell->current_history --;
79. else
80. {
81. shell->current_history = 0;
82. continue;
83. }
85. /* copy the history command */
86. memcpy(shell->line, &shell->cmd_history[shell->current_history][0],
87. FINSH_CMD_SIZE);
88. shell->line_curpos = shell->line_position = strlen(shell->line);
89. shell_handle_history(shell);
90. #endif
91. continue;
92. }
93. else if (ch == 0x42) /* down key */
94. {
95. #ifdef FINSH_USING_HISTORY
96. /* next history */
97. if (shell->current_history < shell->history_count - 1)
98. shell->current_history ++;
99. else
100. {
101. /* set to the end of history */
102. if (shell->history_count != 0)
103. shell->current_history = shell->history_count - 1;
104. else
105. continue;
106. }
108. memcpy(shell->line, &shell->cmd_history[shell->current_history][0],
109. FINSH_CMD_SIZE);
110. shell->line_curpos = shell->line_position = strlen(shell->line);
111. shell_handle_history(shell);
112. #endif
113. continue;
114. }
115. else if (ch == 0x44) /* left key */
116. {
117. if (shell->line_curpos)
118. {
119. rt_kprintf("\b");
120. shell->line_curpos --;
121. }
123. continue;
124. }
125. else if (ch == 0x43) /* right key */
126. {
127. if (shell->line_curpos < shell->line_position)
128. {
129. rt_kprintf("%c", shell->line[shell->line_curpos]);
130. shell->line_curpos ++;
131. }
133. continue;
134. }
135. }
137. /* received null or error */
138. if (ch == '\0' || ch == 0xFF) continue;
139. /* handle tab key */
140. else if (ch == '\t')
141. {
142. int i;
143. /* move the cursor to the beginning of line */
144. for (i = 0; i < shell->line_curpos; i++)
145. rt_kprintf("\b");
147. /* auto complete */
148. shell_auto_complete(&shell->line[0]);
149. /* re-calculate position */
150. shell->line_curpos = shell->line_position = strlen(shell->line);
152. continue;
153. }
154. /* handle backspace key */
155. else if (ch == 0x7f || ch == 0x08)
156. {
157. /* note that shell->line_curpos >= 0 */
158. if (shell->line_curpos == 0)
159. continue;
161. shell->line_position--;
162. shell->line_curpos--;
164. if (shell->line_position > shell->line_curpos)
165. {
166. int i;
168. rt_memmove(&shell->line[shell->line_curpos],
169. &shell->line[shell->line_curpos + 1],
170. shell->line_position - shell->line_curpos);
171. shell->line[shell->line_position] = 0;
173. rt_kprintf("\b%s \b", &shell->line[shell->line_curpos]);
175. /* move the cursor to the origin position */
176. for (i = shell->line_curpos; i <= shell->line_position; i++)
177. rt_kprintf("\b");
178. }
179. else
180. {
181. rt_kprintf("\b \b");
182. shell->line[shell->line_position] = 0;
183. }
185. continue;
186. }
188. /* handle end of line, break */
189. if (ch == '\r' || ch == '\n')
190. {
191. #ifdef FINSH_USING_HISTORY
192. shell_push_history(shell);
193. #endif
194. if (shell->echo_mode)
195. rt_kprintf("\n");
196. msh_exec(shell->line, shell->line_position);
198. rt_kprintf(FINSH_PROMPT);
199. memset(shell->line, 0, sizeof(shell->line));
200. shell->line_curpos = shell->line_position = 0;
201. continue;
202. }
204. /* it's a large line, discard it */
205. if (shell->line_position >= FINSH_CMD_SIZE)
206. shell->line_position = 0;
208. /* normal character */
209. if (shell->line_curpos < shell->line_position)
210. {
211. int i;
213. rt_memmove(&shell->line[shell->line_curpos + 1],
214. &shell->line[shell->line_curpos],
215. shell->line_position - shell->line_curpos);
216. shell->line[shell->line_curpos] = ch;
217. if (shell->echo_mode)
218. rt_kprintf("%s", &shell->line[shell->line_curpos]);
220. /* move the cursor to new position */
221. for (i = shell->line_curpos; i < shell->line_position; i++)
222. rt_kprintf("\b");
223. }
224. else
225. {
226. shell->line[shell->line_position] = ch;
227. if (shell->echo_mode)
228. rt_kprintf("%c", ch);
229. }
231. ch = 0;
232. shell->line_position ++;
233. shell->line_curpos++;
234. if (shell->line_position >= FINSH_CMD_SIZE)
235. {
236. /* clear command line */
237. shell->line_position = 0;
238. shell->line_curpos = 0;
239. }
240. } /* end of device read */
241. }

通讀代碼之后，發(fā)現(xiàn)它并沒有處理這個CTRL+A,X輸入，那么到底是誰接管了這個指令呢？ 看到QEMU退出的時候，有提示``，這個關(guān)鍵字給了我線索，于是我開始懷疑是QEMU自己接管的這個命令，于是下面的一頓操作終于把它揪出來了。

1. bsp/qemu-vexpress-a9$ whereis qemu-system-arm
2. qemu-system-arm: /usr/bin/qemu-system-arm /usr/share/man/man1/qemu-system-arm.1.gz
3. bsp/qemu-vexpress-a9$
4. bsp/qemu-vexpress-a9$ cp /usr/bin/qemu-system-arm .
5. bsp/qemu-vexpress-a9$
6. bsp/qemu-vexpress-a9$ grep -rsn "Terminated"
7. Binary file qemu-system-arm matches
8. bsp/qemu-vexpress-a9$
9. bsp/qemu-vexpress-a9$ hexdump -C qemu-system-arm | grep -n "Terminated"
10. 699798:00b2b4a0 4d 55 3a 20 54 65 72 6d 69 6e 61 74 65 64 0a 0d |MU: Terminated..|
11. bsp/qemu-vexpress-a9$
12. bsp/qemu-vexpress-a9$ hexdump -C qemu-system-arm > hexdump.log
13. bsp/qemu-vexpress-a9$
14. bsp/qemu-vexpress-a9$ head -699797 hexdump.log | tail -1
15. 00b2b490 73 20 68 65 6c 70 0a 0d 00 43 2d 25 63 00 51 45 |s help...C-%c.QE|
16. bsp/qemu-vexpress-a9$
17. bsp/qemu-vexpress-a9$ head -699798 hexdump.log | tail -1
18. 00b2b4a0 4d 55 3a 20 54 65 72 6d 69 6e 61 74 65 64 0a 0d |MU: Terminated..|
19. bsp/qemu-vexpress-a9$

大致的流程就是對可執(zhí)行文件qemu-system-arm進行g(shù)rep檢索，發(fā)現(xiàn)居然找到了Terminated這個關(guān)鍵log，證明這行退出的log正在qemu-system-arm打出來的，這也就從側(cè)面證實了這個退出命令是被它接管了，并且處理了，然后才退出的。

4 經(jīng)驗教訓(xùn)

這個問題真的困擾了我至少2個月，每次一用QEMU，我就吐槽這個問題，沒想到居然還是RT-Thread的指導(dǎo)文檔拯救了我。

所以啊，凡事先查查別人已經(jīng)整理好的問題，真的會事半功倍！

各位老鐵，RT-Thread的文檔中心，給我擼起來?。。?/p>

5 更多分享

架構(gòu)師李肯

一個專注于嵌入式IoT領(lǐng)域的架構(gòu)師。有著近10年的嵌入式一線開發(fā)經(jīng)驗，深耕IoT領(lǐng)域多年，熟知IoT領(lǐng)域的業(yè)務(wù)發(fā)展，深度掌握IoT領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)棧，包括但不限于主流RTOS內(nèi)核的實現(xiàn)及其移植、硬件驅(qū)動移植開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議開發(fā)、編譯構(gòu)建原理及其實現(xiàn)、底層匯編及編譯原理、編譯優(yōu)化及代碼重構(gòu)、主流IoT云平臺的對接、嵌入式IoT系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計等等。擁有多項IoT領(lǐng)域的發(fā)明專利，熱衷于技術(shù)分享，有多年撰寫技術(shù)博客的經(jīng)驗積累，連續(xù)多月獲得RT-Thread官方技術(shù)社區(qū)原創(chuàng)技術(shù)博文優(yōu)秀獎，榮獲CSDN博客專家、CSDN物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者、2021年度CSDN&RT-Thread技術(shù)社區(qū)之星、RT-Thread官方嵌入式開源社區(qū)認(rèn)證專家、RT-Thread 2021年度論壇之星TOP4、華為云云享專家（嵌入式物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計師）等榮譽。堅信【知識改變命運，技術(shù)改變世界】！

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