接前一篇文章：QEMU源码全解析40 —— Machine（10）
本文内容参考：
《趣谈Linux操作系统》 —— 刘超，极客时间
《QEMU/KVM》源码解析与应用 —— 李强，机械工业出版社
特此致谢！
时间过去了几个月，重开“Machine”系列……
“Machine”系列的前10篇文章、尤其是从第3篇文章开始，就感觉比较乱，一直在针对于宏定义进行展开，并且头绪众多，给人感觉没有一个清晰的脉络。那么本篇文章就来总结前边几篇文章的内容，并梳理出较为清晰的脉络。
先来看一张图（图片援引《趣谈Linux系统》50 | 计算虚拟化之CPU（上）：如何复用集团的人力资源？）：
在hw/i386/pc_piix.c中，有核心宏DEFINE_I440FX_MACHINE。对于每一个QEMU版本，都会定义一种新的机器类型，以笔者之前的v7.1以及现在使用的v8.1为例，代码分别如下：
DEFINE_I440FX_MACHINE(v7_1, "pc-i440fx-7.1", NULL,
pc_i440fx_7_1_machine_options);DEFINE_I440FX_MACHINE(v8_1, "pc-i440fx-8.1", NULL,
pc_i440fx_8_1_machine_options);DEFINE_I440FX_MACHINE宏的定义也在hw/i386/pc_piix.c中，如下：
#define DEFINE_I440FX_MACHINE(suffix, name, compatfn, optionfn) \
static void pc_init_##suffix(MachineState *machine) \
{ \
void (*compat)(MachineState *m) = (compatfn); \
if (compat) { \
compat(machine); \
} \
pc_init1(machine, TYPE_I440FX_PCI_HOST_BRIDGE, \
TYPE_I440FX_PCI_DEVICE); \
} \
DEFINE_PC_MACHINE(suffix, name, pc_init_##suffix, optionfn)对于v7.1和v8.1，最终展开为：
static void pc_init_v7_1(MachineState *machine)
{
void (*compat)(MachineState *m) = (NULL);
if (compat) {
compat(machine);
}
pc_init1(machine, TYPE_I440FX_PCI_HOST_BRIDGE, \
TYPE_I440FX_PCI_DEVICE);
}
static void pc_machine_v7_1_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
{
MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
pc_i440fx_7_1_machine_options(mc);
mc->init = pc_init_v7_1;
}
static const TypeInfo pc_machine_type_v7_1 = {
.name = "pc-i440fx-7.1" TYPE_MACHINE_SUFFIX,
.parent = TYPE_PC_MACHINE,
.class_init = pc_machine_v7_1_class_init,
};
static void pc_machine_init_v7_1(void)
{
type_register(&pc_machine_type_v7_1);
}
type_init(pc_machine_init_v7_1)和
static void pc_init_v8_1(MachineState *machine)
{
void (*compat)(MachineState *m) = (NULL);
if (compat) {
compat(machine);
}
pc_init1(machine, TYPE_I440FX_PCI_HOST_BRIDGE, \
TYPE_I440FX_PCI_DEVICE);
}
static void pc_machine_v8_1_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
{
MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
pc_i440fx_8_1_machine_options(mc);
mc->init = pc_init_v8_1;
}
static const TypeInfo pc_machine_type_v8_1 = {
.name = "pc-i440fx-8.1" TYPE_MACHINE_SUFFIX,
.parent = TYPE_PC_MACHINE,
.class_init = pc_machine_v8_1_class_init,
};
static void pc_machine_init_v8_1(void)
{
type_register(&pc_machine_type_v8_1);
}
type_init(pc_machine_init_v8_1)以v8.1为例，将上述代码分为四段，一一与上图对应起来：
- pc_machine_type_v8_1
static const TypeInfo pc_machine_type_v8_1 = {
.name = "pc-i440fx-8.1" TYPE_MACHINE_SUFFIX,
.parent = TYPE_PC_MACHINE,
.class_init = pc_machine_v8_1_class_init,
};对应
- pc_machine_v8_1_class_init
static void pc_machine_v8_1_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
{
MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
pc_i440fx_8_1_machine_options(mc);
mc->init = pc_init_v8_1;
}对应
- pc_init_v8_1
static void pc_init_v8_1(MachineState *machine)
{
void (*compat)(MachineState *m) = (NULL);
if (compat) {
compat(machine);
}
pc_init1(machine, TYPE_I440FX_PCI_HOST_BRIDGE, \
TYPE_I440FX_PCI_DEVICE);
}对应
- pc_machine_init_v8_1
static void pc_machine_init_v8_1(void)
{
type_register(&pc_machine_type_v8_1);
}
type_init(pc_machine_init_v8_1)唯独这个pc_machine_init_v8_1图中没有明显对应对象，但根据type_init这个关键字，应对应图中这一部分：
再来回顾一下type_init，定义一个QEMU模块会调用type_init。type_init是一个宏，其定义在include/qemu/module.h中，如下：
#define type_init(function) module_init(function, MODULE_INIT_QOM)因此，这里的
type_init(pc_machine_init_v8_1)实际上是
static void __attribute__((constructor)) do_qemu_init_ ## function(void) \
{ \
register_module_init(function, type); \
}module_init(pc_machine_init_v8_1, MODULE_INIT_QOM)从代码中的定义就可以看出，type_init后边的参数是一个函数（function），调用type_init就相当于调用了module_init，而在这里的函数就是pc_machine_init_v8_1，类型就是MODULE_INIT_QOM。
module_init也是一个宏，其定义也在include/qemu/module.h中，如下：
/* This should not be used directly. Use block_init etc. instead. */
#define module_init(function, type) \
static void __attribute__((constructor)) do_qemu_init_ ## function(void) \
{ \
register_module_init(function, type); \
}代入此处的实际值，为
static void __attribute__((constructor)) do_qemu_init_pc_machine_init_v8_1(void)
{
register_module_init(pc_machine_init_v8_1, MODULE_INIT_QOM);
}由以上代码可知，module_init最终调用了register_module_init函数。register_module_init函数在util/module.c中，代码如下：
static void init_lists(void)
{
static int inited;
int i;
if (inited) {
return;
}
for (i = 0; i < MODULE_INIT_MAX; i++) {
QTAILQ_INIT(&init_type_list[i]);
}
QTAILQ_INIT(&dso_init_list);
inited = 1;
}
static ModuleTypeList *find_type(module_init_type type)
{
init_lists();
return &init_type_list[type];
}
void register_module_init(void (*fn)(void), module_init_type type)
{
ModuleEntry *e;
ModuleTypeList *l;
e = g_malloc0(sizeof(*e));
e->init = fn;
e->type = type;
l = find_type(type);
QTAILQ_INSERT_TAIL(l, e, node);
}module_init_type的定义在include/qemu/module.h中，如下：
typedef enum {
MODULE_INIT_MIGRATION,
MODULE_INIT_BLOCK,
MODULE_INIT_OPTS,
MODULE_INIT_QOM,
MODULE_INIT_TRACE,
MODULE_INIT_XEN_BACKEND,
MODULE_INIT_LIBQOS,
MODULE_INIT_FUZZ_TARGET,
MODULE_INIT_MAX
} module_init_type;属于MODULE_INIT_QOM这种类型的，有一个Module列表ModuleTypeList（就是上边代码中的init_type_list，其类型为ModuleTypeList），列表中是一项一项的ModuleEntry。register_module_init函数中会设置（初始化）每一项的init函数为函数参数中的fn（第1个参数）。此处的module的init函数就是pc_machine_init_v8_1。
void register_module_init(void (*fn)(void), module_init_type type)
{
ModuleEntry *e;
ModuleTypeList *l;
e = g_malloc0(sizeof(*e));
e->init = fn;
e->type = type;
l = find_type(type);
QTAILQ_INSERT_TAIL(l, e, node);
}当然，MODULE_INIT_QOM这种类型会有很多很多的module，所有调用type_init的地方都会注册一个MODULE_INIT_QOM类型的Module。
type_init也可以说register_module_init函数只是完成了注册，也即设置了该module的init函数指针所指向的回调函数，真正调用此回调函数的地方是在module_call_init函数中，该函数也在util/module.c中，代码如下：
void module_call_init(module_init_type type)
{
ModuleTypeList *l;
ModuleEntry *e;
if (modules_init_done[type]) {
return;
}
l = find_type(type);
QTAILQ_FOREACH(e, l, node) {
e->init();
}
modules_init_done[type] = true;
}在module_call_init函数中，会找到MODULE_INIT_QOM这种类型所对应的ModuleTypeList。
static ModuleTypeList *find_type(module_init_type type)
{
init_lists();
return &init_type_list[type];
}而后找出（该）列表中所有的ModuleEntry，然后调用每个ModuleEntry的init函数。对应的就是module_call_init函数中的这一代码片段：
QTAILQ_FOREACH(e, l, node) {
e->init();
}这里需要注意的是，在module_call_init函数调用的这一步，所有Module的init函数都已经被调用过了。也就是说，后文书会看到很多的Module，当看到它们的时候需要意识到，其init函数在此处已被调用过了。
对于这里的
type_init(pc_machine_init_v8_1)module_call_init函数中的
e->init();实际上调用的就是register_module_init函数中设置的
e->init = fn;也就是pc_machine_init_v8_1函数。
static void pc_machine_init_v8_1(void)
{
type_register(&pc_machine_type_v8_1);
}
type_init(pc_machine_init_v8_1)对于type_register函数的详细解析及这条主线的梳理，放在“下半场”即下一回中。
type_register函数在qom/object.c中，代码如下：
TypeImpl *type_register(const TypeInfo *info)
{
assert(info->parent);
return type_register_internal(info);
}
type_register_internal函数就在上边，代码如下：
static TypeImpl *type_register_internal(const TypeInfo *info)
{
TypeImpl *ti;
ti = type_new(info);
type_table_add(ti);
return ti;
}type_new函数也在qom/object.c中，代码如下：
static TypeImpl *type_new(const TypeInfo *info)
{
TypeImpl *ti = g_malloc0(sizeof(*ti));
int i;
g_assert(info->name != NULL);
if (type_table_lookup(info->name) != NULL) {
fprintf(stderr, "Registering `%s' which already exists\n", info->name);
abort();
}
ti->name = g_strdup(info->name);
ti->parent = g_strdup(info->parent);
ti->class_size = info->class_size;
ti->instance_size = info->instance_size;
ti->instance_align = info->instance_align;
ti->class_init = info->class_init;
ti->class_base_init = info->class_base_init;
ti->class_data = info->class_data;
ti->instance_init = info->instance_init;
ti->instance_post_init = info->instance_post_init;
ti->instance_finalize = info->instance_finalize;
ti->abstract = info->abstract;
for (i = 0; info->interfaces && info->interfaces[i].type; i++) {
ti->interfaces[i].typename = g_strdup(info->interfaces[i].type);
}
ti->num_interfaces = i;
return ti;
}
type_table_add函数也在qom/object.c中，代码如下：
static void type_table_add(TypeImpl *ti)
{
assert(!enumerating_types);
g_hash_table_insert(type_table_get(), (void *)ti->name, ti);
}每一个Module既然要模拟某种设备，那么就应该定义一种类型TypeImpl
