2021.11.18
  • 精确prot管理CONFIG_PRECISE_PROT
2021.11.01
  • break方案，若无共享可写页，立刻还原所有私有页
  • interp方案，lazy，不还原
2021.10.26

共享可写大页问题

  • 断点方案CONFIG_SHDWRT_BREAK
    • 需要out-of-bound地址=>in-bound地址的转换，用于处理out-of-bound报错
      • frag_map是映射in-bound=>out-of-bound，因此需要重新设计。
  • 解释方案CONFIG_SHDWRT_INTERP
  • VTLB方案CONFIG_SHDWRT_VTLB

CONFIG_SHDWRT_DBGMSG控制是否输出debug信息

QEMU目前版本4.1.0

2019.8.19

QEMU调研的开端

来自qemu wiki致入门开发者的一句话，

  • QEMU does not have a high level design description document - only the source code tells the full story.

这一篇Can I examine Qemu tcg ir code? If so how?提到了QEMU的中间代码叫tiny code generator(TCG)，以及输出tcg的方法-d op。这边回答里还提到了另一篇关于qemu总体架构的回答[QEMU - Code Flow Instruction cache and TCG如下图，

WI20w

QEMU源码里的文档

Tiny Code Generator (TCG)

目前不支持浮点？？？那是如何做到模拟浮点计算的？？？

  1. Introduction
  2. Definitions
  3. Intermediate representation
    1. Introduction
    2. Assumptions
    3. Code Optimizations
    4. Instruction Reference此处有详细的TCG IR的格式和含义的说明
  4. Backend
    1. …
  5. Recommended Coding rules for best performance

尝试用QEMU直接运行程序（非全系统模拟）

知道QEMU有全系统模拟和用户程序模拟两种模式，但是不知道该如何搜索使用仅仅模拟用户程序的方法。

上Wikipedia上看到“QEMU can also do emulation for user-level processes”。

于是搜索关键词“qemu emulation user-level process”，找到用qemu-user这个程序。

man qemu-user得知“The qemu-user emulator can run binaries for other architectures but with the same operating system as the current one.”

qemu-user使用例子，

# -d op表示输出没有优化的IR，可以用qemu-i386 -d help查看可以输出的内容；
# -D hellloIR表示输出到文件helloIR里。
qemu-i386 -d op -D helloIR ./hello

2019.8.20

QEMU user emulator

在QEMU根目录下用grep查找qemu-x86_64没结果，查找qemu-system-找到了makefile.target里的内容。其写法为QEMU_PROG=qemu-system-$(TARGET_NAME)$(EXESUF)。遂用指令grep qemu-\$\(TARGET_NAME -r ./查找。

注：grep用的是Basic Regular Exprssions (BRE)，所以可以用RegExr: Learn, Build, & Test RegEx之类的工具验证。

在makefile.target内找到了QEMU_PROG=qemu-$(TARGET_NAME)。于是开始看qemu的makefile来找qemu-user的代码位置。

qemu使用makefile指导编译的项目，但我想用clion看qemu源码，参考官方教程Managing Makefile Projects。

设置clion

创建一个compilation databse

sudo pip3 install compiledb
# 在qemu源码的根目录下
./configure
compiledb make
# compiledb make要求要configure，这和我在build文件夹的configure操作有冲突。索性搞了两个份qemu的源码，一份用来clion看代码，另一份用来编译和debug。

然后就可以了。

编译QEMU user

git clone https://git.qemu.org/git/qemu.git
cd qemu
git submodule init
git submodule update --recursive

✔️Q: 如何编译出qemu-i386?

# 在qemu源码的根目录下
mkdir build
cd build
# configure --help可以获取帮助！
../configure --enable-debug --enable-debug-info --target-list="i386-linux-user x86_64-linux-user"
make
# 在执行安装前，我把apt安装的qemu删掉了，免得引起“误会”
make install
qemu-i386 --version
# 显示如下
#	qemu-i386 version 4.1.0
#	Copyright (c) 2003-2019 Fabrice Bellard and the QEMU Project developers
# 编译成功！

Debug QEMU

之前一直不知道在哪里break。在编译的configure里添加--enable-debug-info再编译就可以break到函数的名字了！

gdb
# 函数路径可以用which qemu-i386或者whereis qemu-i386查找
(gdb) file /usr/local/bin/qemu-i386
(gdb) break main
# hello程序是用汇编写的helloworld，很小很简单，添加到附录里了。
(gdb) run ~/Desktop/hello

QEMU user源代码

在qemu_root_dir/linux-user

QEMU user总体结构图

**为什么要理清QEMU user的结构图？**因为想知道为什么QEMU-user（对用户程序的模拟）只能在同一系统间进行。（目前QEMU支持linux和bsd操作系统内的用户程序模拟，即linux-mips下可以模拟linux-x86的用户程序但是无法模拟bsd-mips的用户程序。）因此这个问题衍生为用户程序对操作系统的依赖有多大？更精确一些的话，用户程序能有产生哪些行为，所有这些行为需要模拟器在何种程度上进行模拟？

思考之后，认为有两条路可以尝试解决这个疑惑。一是去看各个指令集架构的汇编，看它们能为程序提供哪些行为。二是去看QEMU的源码里是怎么做的。我觉的看汇编，工作量太大，且这个思考已经被无数模拟器的开发者思考过了，所以我决定直接去QEMU的源码里寻找答案。

于是对qemu-user（实际阅读的是qemu-i386）的源码进行阅读后，有了下面这张结构图。

QEMU-user

从我所看到的、所领悟到的内容来看，qemu-user的cpu_exec(...)函数应该就是处理翻译执行工作的；handle_trap是我自己给一大片switch代码取得名字，这一部分是处理用户程序对操作系统的依赖，即系统调用。目前从我的视角来看（我的视角可能会有死角），用户程序可能的行为就如上图所示的范围里了。但是心里还一直在想，qemu如何处理shared library？讲道理，qemu只需要和原程序的行为一样到对应的文件夹里去寻找即可，没找到按照原文件报错即可。

注：感觉系统调用（syscall1函数）是除了translated block以外体力活很大的地方。系统调用的知识在《Linux/UNIX系统编程手册（上册）》的第3章有比较详细的讲到，忘记了可以回去查阅。

2019.8.21

QEMU和shared library (shared object)

详细参考How do I load a shared object in C++?和函数dlopen的manual page。

附录

汇编hello world (32位版本)

源码

源码来自：2018年春季汇编语言第三讲编程初步 25页

#hello.S
.section .data
	output:	.ascii  "Hello World\n"
.section .text
.globl _start
_start:
/* output  like printf */
	movl	$4, %eax
	movl	$1, %ebx
	movl	$output, %ecx
	movl	$12, %edx
	int	$0x80
/* exit */
	movl	$1, %eax
	movl	$0, %ebx
	int	$0x80

编译方法

来自：2018年春季汇编语言第三讲编程初步 51页

# 64位环境编译32位程序
as --32 -o hello.o hello.S
ld -m elf_i386 -o hello hello.o

QEMU里的术语

缩全缩全
TCGTiny Code GeneratorTBTranslated Block