在qemu原始碼分析系列(一)簡單介紹了下qemu相關的背景知識，本文將詳細分析qemu的核心 -- 動態翻譯器。
為了更容易理解動態翻譯技術，我們暫時忽略掉qemu的其他模組，如使用者互動模組，硬體模擬等模組，而是從資料結構的設計，資料結構之間的操作及其應用等方面來進行詳細地分析，重點關注動態翻譯器和微操作庫(micro-ops library)的原理，至於細節的東西可以放在以後去深入分析。
qemu利用了一種可移植的動態**翻譯器以快速地完成客戶**的**。qemu本身並不能識別它主機體系結構的指令集，作為替代，每乙個客戶機指定乙個c語言實現的微操作庫以及乙個客戶機**反彙編器和翻譯器，用來將客戶**轉換成微操作表，這些微操作可以被認為是一種虛擬機器，儘管僅僅是對客戶系統模擬的一種優化而已。另外，這些操作本身包括暫存器轉化，顯示的條件**更新**，按位操作，整型和浮點型數學函式，記憶體載入和儲存操作等。
2.1 翻譯
2.1.1 基本塊的翻譯
圖1描述了一小段帶條件跳轉x86**以及其對應的微操作指令表示，每一條op_開頭的微操作指令都將被拷貝到翻譯緩衝區中，微操作指令中看起來像引數的常量被稱為摺疊常量(const folding)，在2.3.4接將會進行詳細的解釋，現在只要把它看成是qemu中定義的微操作指令的引數就可以了。微操作指令的引數中，tb是比較特殊的，它指向與當前翻譯緩衝區相關的元資料。另外，jnz指令對應的微操作指令看起來比較怪異，控制流處理相關的細節將會在2.2.3節和2.2.4節詳細介紹。
2.1.2 同步的錯誤安全艙口
嚴格的按照「基本塊」（basic block）的方式解碼將會使得翻譯緩衝區中包含一條或多條客戶機指令，同時幾乎每一條指令都可能產生同步的fault(比方說mmu fault)。為了便於理解，在翻譯的時候我們重點考慮比較直接的客戶機控制流（比方說，分支跳**條件跳轉和非條件跳轉），畢竟，同步的錯誤(fault)很少出現。對於同步錯誤(fault)需要一種恢復機制，用來處理翻譯緩衝區中的fault。qemu使用longjmp()從翻譯緩衝區中跳到**器核心**中。這裡描述的意思是：當在執行翻譯緩衝區的**時，遇到了fault，就需要將執行路徑切換到qemu的**中，另外，當qemu處理完fault後，會重新建立乙個翻譯緩衝區。
2.1 翻譯緩衝區的高超技巧
qemu採用了一些不同尋常的技巧來提高效能：
翻譯後的微操作指令序列的優化
啟發式的解碼和翻譯
2.2.1 通過函式呼叫來達到節省翻譯緩衝區的技術
目前作業系統中的mmu操作指令自身非常複雜。對於mmu操作會產生大量的訪存操作，通常的解決方法是增加乙個cache，但這進一步增加**的複雜度。如果將每一次訪存操作的這些複雜**都放入翻譯緩衝區中，其代價將會非常的昂貴。除了mmu操作指令，一些特殊的客戶機指令也是非常複雜的，如cpuid指令，即使在簡化的qemu的實現中，一條x86的cpuid指令都需要75行c**來實現。與arpl指令相比，cpuid對於不同的暫存器內容將會表現是完全不同的行為，因此，必須需要一大串冗長的微操作指令來實現cpuid的功能。
為了優化這種代價昂貴，需要冗長的微操作指令來實現的客戶機指令，qemu採用能夠實現類似函式呼叫功能的微操作指令的機制來實現，比如ldl_kernel，實現了核心模式的大量資料的讀功能；helper_cpuid，這個微操作包含了cpuid指令的實現。
2.2.2 惰性賦值
每一條指令都會隱含性修改指令指標(eip)，並且每一條指令都會修改處理器條件碼（比如零標誌位，溢位標誌位、進製標誌位等），但實際的情況是，只要指令按照正確的順序執行，其實客戶**很少去關心這些狀態的變化。對於這些條件碼除了條件跳轉狀態位外，我們很少去關注其他的狀態位。圖1中一段小小的客戶**都會引起指令指標的修改和條件碼修改的大量操作：
由於qemu是按照「基本**塊」為單位進行翻譯的，所以只有在整個「基本**塊」翻譯完成或顯示的讀取eip的時候才會對eip進行更新，這就避免了eip的頻繁更新的問題。在實際情況下，addl和subl都不會去讀指令指標eip，因此，可以優化掉翻譯後的微操作指令中對eip更新的微操作，具體描述如圖2所示。圖2中僅僅是在每個「基本**塊」的最後通過op_jmp_im微操作來進行eip的更新，即每個「基本**塊」只做一次更新操作。
太睏了，明天補上！
qemu原始碼分析系列 二
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