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第十一章 QEMU系统仿真的机器创建分析实例

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文章目录

• 系列文章目录

• 第十一章 QEMU系统仿真的机器创建分析实例

• 前言
• 一、QEMU是什么？
• 二、QEMU系统仿真的机器创建分析实例

• 1.系统仿真的命令行参数
• 2.完成默认设备的设置工作

• qemu_create_default_devices()

• 总结

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前言

本文以 QEMU 8.2.2 为例，分析其作为系统仿真工具的工作过程，并为读者展示各种 QEMU 系统仿真的启动配置实例。
本文读者需要具备一定的 QEMU 系统仿真使用经验，并对 C 语言编程有一定了解。

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一、QEMU是什么？

QEMU 是一个通用且开源的机器模拟器和虚拟机。
其官方主页是：https://www.qemu.org/

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二、QEMU系统仿真的机器创建分析实例

1.系统仿真的命令行参数

QEMU 作为系统仿真工具，其入口代码在 system/main.c 文件中，初始化函数 qemu_init() 的实现在 system/vl.c 文件中。
前文完成创建目标机器的过程分析，本文将继续后续运行过程的分析，读者需要对 QEMU 系统启动过程的程序代码有所了解，相关内容可以参考《QEMU系统分析之启动篇》系列文章。

..\qemu\8.2.2-qkd\qemu-system-x86_64.exe -cpu "Penryn" -M  "q35,accel=whpx" -m "6G" -nodefaults

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2.完成默认设备的设置工作

这部分代码在 system/vl.c 文件中，实现如下：

int qemu_init(int argc, char **argv)
{
...
    qemu_disable_default_devices();
    qemu_setup_display();
    qemu_create_default_devices();
...
}

前文分析了创建显示设备的过程，本文将分析创建默认设备的过程。

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qemu_create_default_devices()

完成显示设备的设置后，系统将创建默认设备，包括默认监视器、串口、并口以及网卡设备，代码如下：

static void qemu_create_default_devices(void)
{
    MachineClass *machine_class = MACHINE_GET_CLASS(current_machine);
    const char *vc = qemu_display_get_vc(&dpy);

    if (is_daemonized()) {
        /* According to documentation and historically, -nographic redirects
         * serial port, parallel port and monitor to stdio, which does not work
         * with -daemonize.  We can redirect these to null instead, but since
         * -nographic is legacy, let's just error out.
         * We disallow -nographic only if all other ports are not redirected
         * explicitly, to not break existing legacy setups which uses
         * -nographic _and_ redirects all ports explicitly - this is valid
         * usage, -nographic is just a no-op in this case.
         */
        if (nographic
            && (default_parallel || default_serial || default_monitor)) {
            error_report("-nographic cannot be used with -daemonize");
            exit(1);
        }
    }

    if (nographic) {
        if (default_parallel) {
            add_device_config(DEV_PARALLEL, "null");
        }
        if (default_serial && default_monitor) {
            add_device_config(DEV_SERIAL, "mon:stdio");
        } else {
            if (default_serial) {
                add_device_config(DEV_SERIAL, "stdio");
            }
            if (default_monitor) {
                monitor_parse("stdio", "readline", false);
            }
        }
    } else {
        if (default_serial) {
            add_device_config(DEV_SERIAL, vc ?: "null");
        }
        if (default_parallel) {
            add_device_config(DEV_PARALLEL, vc ?: "null");
        }
        if (default_monitor && vc) {
            monitor_parse(vc, "readline", false);
        }
    }

    if (default_net) {
        QemuOptsList *net = qemu_find_opts("net");
        qemu_opts_parse(net, "nic", true, &error_abort);
#ifdef CONFIG_SLIRP
        qemu_opts_parse(net, "user", true, &error_abort);
#endif
    }

    /* If no default VGA is requested, the default is "none".  */
    if (default_vga) {
        vga_model = get_default_vga_model(machine_class);
    }
    if (vga_model) {
        select_vgahw(machine_class, vga_model);
    }
}

此操作首先获取虚拟控制台设备的设置，然后根据命令行参数完成默认监视器、并口、串口和虚拟控制台的搭配，再获取默认网卡设置，最后配置 VGA 模型。我们添加跟踪调试代码，最终代码如下：

void qemu_display_early_init(DisplayOptions *opts)
{
    assert(opts->type < DISPLAY_TYPE__MAX);
    if (opts->type == DISPLAY_TYPE_NONE) {
        return;
    }
    if (dpys[opts->type] == NULL) {
        Error *local_err = NULL;
        int rv = ui_module_load(DisplayType_str(opts->type), &local_err);
        if (rv < 0) {
            error_report_err(local_err);
        }
    }
    if (dpys[opts->type] == NULL) {
        error_report("Display '%s' is not available.",
                     DisplayType_str(opts->type));
        exit(1);
    }
    HUEDBG("\n");
    huedbg_dump_DisplayType(1);
    HUEDBG("\n");
    huedbg_dump_QemuDisplay(dpys[opts->type], 3);
    HUEDBG("\n");
    if (dpys[opts->type]->early_init) {
        dpys[opts->type]->early_init(opts);
    }
}
...
static void qemu_setup_display(void)
{
    if (dpy.type == DISPLAY_TYPE_DEFAULT && !display_remote) {
        if (!qemu_display_find_default(&dpy)) {
            dpy.type = DISPLAY_TYPE_NONE;
#if defined(CONFIG_VNC)
            vnc_parse("localhost:0,to=99,id=default");
            display_remote++;
#endif
        }
    }
    if (dpy.type == DISPLAY_TYPE_DEFAULT) {
        dpy.type = DISPLAY_TYPE_NONE;
    }

    huedbg_dump_DisplayOptions(&dpy, 3);
    qemu_display_early_init(&dpy);
}

调试输出如下：

[4464]../system/vl.c/qemu_init(3799):
[4464]../system/vl.c/qemu_create_default_devices(1399):vc=vc:80Cx24C
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(238):<<<deep>>>=[1]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(240):type=[2]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(241):has_full_screen=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(242):full_screen=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(243):has_window_close=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(244):window_close=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(245):has_show_cursor=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(246):show_cursor=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(247):has_gl=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(248):gl=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(272):u.egl_headless=[00007ff763fdefe0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayEGLHeadless(156):<<<deep>>>=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayEGLHeadless(158):rendernode=[(null)]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplayOptions(286):u.sdl=[00007ff763fdefe0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplaySDL(195):<<<deep>>>=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplaySDL(197):has_grab_mod=[0]
[4464]../util/huedbg-display.c/huedbg_dump_DisplaySDL(198):grab_mod=[0]
[4464]../system/vl.c/qemu_create_default_devices(1457):vga_model=std
[4464]../qom/object.c/object_class_by_name(1095):enter
[4464]../qom/object.c/type_table_lookup(103):lookup type(VGA) in hash table
[4464]../qom/object.c/object_class_by_name(1105):class(VGA) return
[4464]../system/vl.c/qemu_init(3801):

根据调试的输出信息可知：
1、虚拟控制台设备为 ”vc:80Cx24C“

[4464]../system/vl.c/qemu_create_default_devices(1399):vc=vc:80Cx24C

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总结

以上分析了系统初始化过程中创建默认设备的过程。