Автоматизация разработки моделей устройств и вычислительных машин для QEMU

Abstract

Разработка виртуальных устройств и машин для QEMU - трудоёмкий процесс. С целью поддержки разработчика, в данной работе был проведён анализ архитектуры QEMU и процесса разработки моделей отдельных устройств и виртуальных машин для QEMU. Предлагается подход к разработке, в рамках которого начальный этап ощутимо автоматизируется, благодаря применению декларативного описания устройств и машин, а также средств графического представления разрабатываемых устройств и машин. Подход реализован в интегрированном инструменте, позволяющем разработчику QEMU получить компилируемый набор файлов с исходным Си-кодом. Разработчик задаёт параметры генерации устройств и описывает состав машины на языке Python или в графическом редакторе, обеспечивающем визуализацию текстового описания. Результатом применения инструмента при построении машины становится фактически готовый Си-код, требующий только уточнить конфигурацию процессора и обработать параметры командной строки. В случае периферийного устройства от разработчика потребуется реализовать поведенческий аспект. Проведённые эксперименты с платформами Q35 и Cisco 2621XM показали, что количество строк в описании устройства в 11-26 раз меньше числа строк получаемой заготовки на языке Си. Такая разница в объёме достигнута за счёт генерации формального кода, реализующего служебные интерфейсы QEMU. Такой код составляет ощутимую долю кода устройства, в то время как может быть сгенерирован по сравнительно небольшому описанию. Суммарный объём сгенерированного кода заготовок составил от ¼ до ¾. Исходный код разработанного инструмента доступен по адресу https://github.com/ispras/qdt.