分享一下最近修改 jk2410-emulator 的心得

jollen 發表於 April 10, 2007 10:03 PM

來分享一下最近修改 jk2410-emulator 的心得，簡單紀錄重點，不過應該對有志研究 qemu 的 developer 有些啟發作用；OrzLab 有意舉辦 qemu 的讀書會，到時一定要跟大家多多請教，了解這個模擬器的明日之星。

對於 qemu internal 的研究，我還算是新手，幾天前從 jserv 那拿來了 openmoko-emulator 後，再參照 qemu-neo1973，做了一些小修改。最近在研究 qemu PC emulator，由於 qemu 可以研究的地方真的很多，像是：

- dynamic translator（解譯 target CPU opcode 的核心）
- accelerator（kqemu）
- translation cache
- MMU emulation
- Linux system call 的處理
- System emulator（vl）
- (...more)

所以如果不能結合大家的力量來 hacking 的話，的確還挺辛苦的。不過，其中 system emulator 的實作因為和週邊硬體的模擬有關，所以花了比較多時間在這個部份。以 S3C2410A 這顆 SoC 的模擬來說，target 是使用 'target-arm/' ，不過，由於官方發佈的 mainstram 版本似乎沒有定義 ARM920T 的 CPU ID，所以由 OpenMoko & OpenedHand 所實作的 'qemu-neo1973' 在 'target-arm/cpu.h' 加了相關定義：

#define ARM_CPUID_ARM920T 0x41129200

在 qemu system emulator 初始化「machine」時，會需要指定 CPU ID；其它的部份，像是 SoC 的 controller 部份，qemu-neo1973 已經對 qemu 註冊好 IO 與 memory 的資訊，對於 S3C2410A 這顆玻璃製品的支援算是完備。

最後，則是 machine 的模擬部份。Qemu system emulator 提供一個介面如下：

int qemu_register_machine(QEMUMachine *m)
{

    QEMUMachine **pm;
    pm = &first_machine;
    while (*pm != NULL)
        pm = &(*pm)->next;
    m->next = NULL;
    *pm = m;
    return 0;
}

可參考 hw/neo1973.c 的實作：

QEMUMachine neo1973_machine = {
    "neo",
    "Neo1973 phone aka FIC GTA01 aka OpenMoko (S3C2410A)",
    neo_init,
};

'Machine' 的註冊是寫在 system emulator 裡，即 vl.c，並透過 qemu-system-arm 的 '-M' 參數來指定所要模擬的 machine。關於 machine 的部份，雖然同樣是基於 S3C2410A 的 PCB，但是週邊與 GPIO 的規格還是有差異，因此 jk2410-emulator 必須修改此部份。

到這裡就只剩實作問題了，不過，由於 qemu-neo1973 並沒有完整模擬所有 S3C2410 controller 的行為（register read/write），所以可能要先自己再實作一小部份，或是等待 OrzLab 更新 openmoko-emulator。

另外，順帶一提，qemu 的 ELF loader（elfload.c）是由 kernel 移植而來：

/* This is the Linux kernel elf-loading code, ported into user space */

可由 elfload.c:elf_exec() 看起。

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