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第十九章 QEMU系统仿真的加速器上电后设置分析

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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启动过程，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系统仿真的启动分析

1.系统仿真的初始化代码

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，在完成 QEMU 虚拟机导出信息的设置，接下来将处理设置的后续工作，本篇文章将完成以下代码部分的分析。

2.主循环数据初始化

这部分代码在 system/vl.c 文件中，实现如下：

void qemu_init(int argc, char **argv)
{
...
    os_setup_post();
...
}

3. os_setup_post()

函数 os_setup_post() 根据宿主机系统不同而不同，

Windows 系统 os_setup_post(）

在 Windows 系统上此函数在 /include/sysemu/os-win32.h 文件中，定义如下：

static inline void os_setup_post(void) {}

这是一个空语句，表示在 Windows 平台上不需要做额外操作。

POSIX 系统 os_setup_post(）

在 POSIX 系统上此函数在 /os-posix.c 文件中，定义如下：

void os_setup_post(void)
{
    int fd = 0;

    if (daemonize) {
        if (chdir("/")) {
            error_report("not able to chdir to /: %s", strerror(errno));
            exit(1);
        }
        fd = RETRY_ON_EINTR(qemu_open_old("/dev/null", O_RDWR));
        if (fd == -1) {
            exit(1);
        }
    }

    change_root();
    change_process_uid();

    if (daemonize) {
        uint8_t status = 0;
        ssize_t len;

        dup2(fd, 0);
        dup2(fd, 1);
        /* In case -D is given do not redirect stderr to /dev/null */
        if (!qemu_log_enabled()) {
            dup2(fd, 2);
        }

        close(fd);

        do {        
            len = write(daemon_pipe, &status, 1);
        } while (len < 0 && errno == EINTR);
        if (len != 1) {
            exit(1);
        }
    }
}

在 POSIX 系统中，需要做后台化处理，并完成标准输入输出设备的重定向。

change_root()

函数 change_root() 在 /os-posix.c 文件中，定义如下：

static void change_root(void)
{
    if (chroot_dir) {
        if (chroot(chroot_dir) < 0) {
            error_report("chroot failed");
            exit(1);
        }
        if (chdir("/")) {
            error_report("not able to chdir to /: %s", strerror(errno));
            exit(1);
        }
    }

}

change_process_uid()

函数 change_root() 在 /os-posix.c 文件中，定义如下：

static void change_process_uid(void)
{
    assert((user_uid == (uid_t)-1) || user_pwd == NULL);
    assert((user_uid == (uid_t)-1) ==
           (user_gid == (gid_t)-1));

    if (user_pwd || user_uid != (uid_t)-1) {
        gid_t intended_gid = user_pwd ? user_pwd->pw_gid : user_gid;
        uid_t intended_uid = user_pwd ? user_pwd->pw_uid : user_uid;
        if (setgid(intended_gid) < 0) {
            error_report("Failed to setgid(%d)", intended_gid);
            exit(1);
        }
        if (user_pwd) {
            if (initgroups(user_pwd->pw_name, user_pwd->pw_gid) < 0) {
                error_report("Failed to initgroups(\"%s\", %d)",
                        user_pwd->pw_name, user_pwd->pw_gid);
                exit(1);
            }
        } else {
            if (setgroups(1, &user_gid) < 0) {
                error_report("Failed to setgroups(1, [%d])",
                        user_gid);
                exit(1);
            }
        }
        if (setuid(intended_uid) < 0) {
            error_report("Failed to setuid(%d)", intended_uid);
            exit(1);
        }
        if (setuid(0) != -1) {
            error_report("Dropping privileges failed");
            exit(1);
        }
    }
}

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总结

以上分析了 QEMU 系统仿真在启动过程中，QEMU系统仿真上电后宿主系统相关设置的代码部分。