x86-qemu-mips做出的修改

tb_find

在翻译TB时采用直接从x86翻译到mips（即X86toMips的方法，x86=>IR1=>IR2=>MIPS），而不经过TCG，

• 保留QEMU的tb_alloc，
• 将QEMU的gen_intermediate_code和tcg_gen_code替换为target_x86_to_mips_host，

在README里的Compile and Run基础上添加debug支持

# make clean， make distclean
./configure --enable-debug --enable-debug-info  --enable-x86tomips --disable-werror --target-list="i386-linux-user"
make

系统调用修改思路

QEMU调用helper的方法

QEMU里有一套通用的在native环境（guest）下调用QEMU（host）函数的机制——tcg_gen_callN。native环境（guest）和QEMU（host）运行环境的诸多不同，最显著的不同是32/64和ABI，由这个函数tcg_gen_callN解决。

QEMU利用tcg_gen_callN调用helper_raise_interrupt函数，来实现跳出cpu_exec，然后到cpu_loop里通过中断处理代码（linux-user/i386/cpu_loop.c: 98~241根据中断号的switch case代码）完成系统调用，helper_raise_interrupt完成的任务如下，

• 保存中断处理代码需要的变量（跟踪helper代码，便可得下面这些变量）
  • 中断号intno，
  • error_code=0，
  • 是中断还是异常is_int=1，🤔有必要调研一下在QEMU里（不是X86里）的中断和异常分别是什么意思，
  • 中断指令的下一条指令地址exception_next_eip，
  • CPU可以执行IOcan_do_io=1，
• siglongjmp，

x86-qemu-mips与QEMU的不同

native和BT环境切换

QEMU对寄存器的操作全是和CPUState数据结构在打交道，而没有映射寄存器，所以QEMU无需过多考虑native和BT环境切换保存寄存器的事。

x86-qemu-mips将x86的体系结构寄存器和QEMU的一些常用变量（DONE：整理牛根画的寄存器映射图的内容，见寄存器映射总结）映射到了mips的体系结构寄存器中，在native切到BT环境时，就要考虑保存这些映射的寄存器，以便给QEMU的运行腾出空间；在BT切到native时，需要恢复这些寄存器映射。

在native里调用BT环境里的函数

QEMU通过tcg_gen_callN实现。能够解决native和BT环境的32/64和ABI不同的问题。

x86-qemu-mips无。

x86-qemu-mips调用helper的方法

前言：目标是尽可能多的沿用QEMU处理系统调用的方法。所以学习QEMU调用helper函数来保存中断处理代码需要的变量，然后用siglongjmp跳出cpu_exec循环，去中断处理代码里执行。

x86-qemu-mips缺少在native里调用函数的能力，所以有必要实现一个类似QEMU的tcg_gen_callN的功能。

调用BT环境（MIPS）的函数func(arg1, arg2, ...)需要两步，

1. 按照MIPS的ABI，在相应的MIPS寄存器和栈里准备好参数arg1, arg2, ...

   这一步很麻烦，即我们需要实现一个类似QEMU的tcg_gen_callN的功能，需要考虑：

   1. MIPS有o32, o64, n64共3种ABI，我们都得考虑实现；
   2. arg1, arg2, ...需要的寄存器和x86映射的寄存器可能会冲突（例如v0），所以有必要保存那些会冲突的寄存器映射；
   3. arg1, arg2, ...需要的寄存器和x86-qemu-mips的临时寄存器可能会冲突（例如a0~a3），x86-qemu-mips临时寄存器的算法听说写的还很不完善，那就需要将临时寄存器的代码搞清楚且修补存在问题的地方；
   4. 最后把arg1, arg2, ...放到MIPS ABI规定的地方，这一步十分简单；

2. jalr func，这一步很简单，append_ir2_opnd1(mips_jalr, func)即可。

综上所述，我选择不考虑参数，即将helper_raise_interrupt需要的参数都去掉形成一个新的函数helper_raise_int。直接在native环境保存这些需要传进去的参数。由此，有了现阶段对系统调用的实现，translate_int。helper_raise_interrupt需要3个参数：

1. CPUX86State *env，这是个全局变量，
2. 中断号int intno，直接在translate_int里存入env即可，
3. 中断指令的长度int next_eip_addend，总的来说是需要计算下一条指令的地址，直接在translate_int里存入env即可，

所以QEMU的helper_raise_interrupt里还没实现的加入到helper_raise_int的函数里即可：

• 参数设置，
  • error_code=0，
  • 是中断还是异常is_int=1，
  • CPU可以执行IOcan_do_io=1，
• siglongjmp。

来源于牛根发在slack聊天信息（2019.12.6），表格使用table generator生成，

图例说明：

• mips-reg：表示在上下问切换时需要保存和恢复的MIPS寄存器；这部分是QEMU的上下文，需要维护；
• TMP：表示临时寄存器，在翻译的时候可以通过 ra_alloc_itemp() 获取；
• x86-reg：表示对 x86 寄存器进行的寄存器映射；在上下文切换的时候从 ENV 载入、写入 ENV 中，在翻译时需要访问 x86 这些寄存器时，可以直接访问相应的 MIPS 寄存器；
• ENV：表示 ENV 的地址；目前是 lsenv->cpu_state，即 CPUX86State；
• DBT内部使用：二进制翻译器内部使用，在不同情况下有不同的用途，使用时需要注意；
• 浮点使用；

注：由于在context_switch_bt_to_native时，需要用到从 QEMU 传进来的参数（存放在a0和 a1中）因此在构建这部分代码时不能使用ra_alloc_itemp()，否则会污染掉a0和a1，

• load_ireg_from_imm64有可能使用ra_alloc_itemp()，因此不推荐在generate_context_switch_bt_to_native中调用；
• load_ireg_from_imm32不会使用ra_alloc_itemp()，因此可以调用。

编写上下文切换的时候可以注意一下，不过似乎只是 native_to_bt 的时候没有这些问题。

因为今天张老师修好了涉及unaligned访问的相关代码，包括fpu load/store等问题，可以跑gcc编译的二进制文件了，所以测试了一下系统调用消息队列的事。

消息队列系统调用

（同QEMU的笔记）参考How do I use mqueue in a c program on a Linux based system?

注：编译时记得加上-lrt，表示链接时需要rt这个库。