Qemu的翻譯架構及調試工具

原文地址：http://blog.csdn.net/ariesjzj/article/details/7972755

Qemu中翻譯的主要架構位於cpu-exec.c中的cpu_exec()函數。

For (;;) {    
    If (setjmp(env->jmp_env) == 0) {
        // exception handling
        For (;;) {
            // longjmp if there is an exception has been requested
            Tb_find_fast() // Look up translation block.
            ...
            Tb_add_jump() // Chaining
            ...
            Tcg_qemu_tb_exec() // Execute the translation block
        }

    }
}

外迴圈一開始設jump context為了將來中斷處理作準備，內迴圈中檢查是否有中斷，有的話跳到前面設定的jump context處，另外內迴圈中主要做翻譯和執行翻譯的code。tb_find_fast()用於找要執行的code是否已經被翻譯：

Tb_find_fast() // search the fast lookup table(env->tb_jmp_cache)
    If not found    
        Tb_find_slow() // search the slow lookup table(physical page table – tb_phys_hash)
            If not found
                Tb_gen_code() // do translation
            else
                // add to fast lookup table
    else
        return

其中tb_gen_code開始翻譯：

Tb_gen_code()
    // alloc translation block
    Cpu_gen_code()
    // add to slow lookup table

Cpu_gen_code()
    Gen_intermediate_code()     // phase 1
        Gen_intermediate_code_internal()
            Disas_insn()
    Tcg_gen_code             // phase 2
        Tcg_gen_code_common()

翻譯分為兩個階段：
階段1：guest代碼到中間表示（稱為micro operation）。這個階段的實現代碼主要在target-ARCH這個目錄下，產生結果放在gen_opc_buf(TCG opcode)和gen_opparam_buf(TCG operand)中。
階段2：中間表示到host代碼。這個階段的實現代碼主要在tcg目錄下。產生結果放在gen_code_buf中。

翻譯完了該執行翻譯的代碼了：

Tcg_qemu_tb_exec()
    Code_gen_prologue // generated by tcg_target_qemu_prologue() when initialization.

Code_gen_prologue
    // prologue: callee saved registers, reserve stack space, etc.
    // jump to translated code
    // epilogue: restore register and stack, etc.

在Android的emulator中，Qemu為我們提供了一些有力的調試工具，如

1. Monitor，這個工具可以讓使用者在Qemu運行過程中與之互動並且加以控制。首先加啟動參數：
$ Emulator.exe –avd test –qemu -monitor telnet::1235,server,nowait

接著用telnet連上：
(telnet) o localhost 1235

然後就應該能看到Qemu shell提示符了。之後就可以運行monitor提供的命令了。

2. Log。啟動時加參數-qemu -d可以根據需要打出log:

Log items (comma separated):
out_asm   show generated host assembly code for each compiled TB
in_asm    show target assembly code for each compiled TB
op        show micro ops for each compiled TB
op_opt    show micro ops before eflags optimization and after liveness analysis
int       show interrupts/exceptions in short format
exec      show trace before each executed TB (lots of logs)
cpu       show CPU state before block translation
pcall     show protected mode far calls/returns/exceptions
cpu_reset show CPU state before CPU resets

比如加in_asm,out_asm就能把guest code和翻譯好的host code列印出來：

IN:
0xfffffff0:  ljmp   $0xf000,$0xe05b

OUT: [size=32]
0x06614020:  mov    $0xf000,%eax
0x06614025:  movzwl %ax,%eax
0x06614028:  mov    %eax,0x50(%ebp)
0x0661402b:  shl    $0x4,%eax
0x0661402e:  mov    %eax,0x54(%ebp)
0x06614031:  mov    $0xe05b,%eax
0x06614036:  mov    %eax,0x20(%ebp)
0x06614039:  xor    %eax,%eax
0x0661403b:  jmp    0x844548