KVM Log 1-QEMU Object Module (QOM)

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KVM分为两部分，User态部分在Qemu中，Kernel态部分集成到了Linux的代码里作为Kernel Module的形式对上提供服务。由于整个大的流程还是在QEMU里面的，所以本篇先介绍一下设备注册的相关信息。

Reference: Mctrain’s Blog: Qemu中的设备注册

QEMU Object Module

关于QOM(Qemu Object Module)的介绍

其发展如下图(从Mactrain’s Blog里面摘过来的，原来的PDF链接失效了)

在kvm-all.c文件的最后，我们可以发现有个type_init(kvm_type_init), 其中type_init的定义在

include/qemu/module.h
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35 #define module_init(function, type)                                         \
36 static void __attribute__((constructor)) do_qemu_init_ ## function(void)    \
37 {                                                                           \
38     register_module_init(function, type);                                   \
39 }

52 #define type_init(function) module_init(function, MODULE_INIT_QOM)
53 #define trace_init(function) module_init(function, MODULE_INIT_TRACE)
...

可以发现最终会变成do_qemu_init_kvm_type_init(void) { ... }，其中 register_module_init的实现在对应的C文件↓

util/module.c
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33 static ModuleTypeList init_type_list[MODULE_INIT_MAX];
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37 static void init_lists(void)
38 {
39     static int inited;
40     int i;
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42     if (inited)
43         return;
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46     for (i = 0; i < MODULE_INIT_MAX; i++) {
47         QTAILQ_INIT(&init_type_list[i]);
48     }
49
50     QTAILQ_INIT(&dso_init_list);
52     inited = 1;
53 }

56 static ModuleTypeList *find_type(module_init_type type)
57 {
58     init_lists()；
60     return &init_type_list[type];
61 }

63 void register_module_init(void (*fn)(void), module_init_type type)
64 {
65     ModuleEntry *e;
66     ModuleTypeList *l;
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68     e = g_malloc0(sizeof(*e));
69     e->init = fn;
70     e->type = type;
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72     l = find_type(type);
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74     QTAILQ_INSERT_TAIL(l, e, node);
75 }

find_type会调用init_lists进行链表的初始化。

register_module_init里面会malloc一个新的ModuleEntry并插入对应init_type_list[Module_Init_Type]链表中， Entry的初始化函数指针init和类型type会被赋值为传进来的参数。 Module_Init_Type稍后再说，这里主要强调一下__attribute__((constructor))，这个是GCC提供的特性，能够让函数在 main()执行前被执行。所以这些代码都在main()之前执行了！

关于__attribute__((constructor))的介绍可以参考这篇: C Language Constructors and Destructors with GCC。

因此在QEMU运行之前，全局的所有Module对应的Entry就已经被插入到init_type_list中。

KVM_accel_module

include/qemu/module.h
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42 typedef enum {
43     MODULE_INIT_BLOCK,
44     MODULE_INIT_OPTS,
45     MODULE_INIT_QOM,
46     MODULE_INIT_TRACE,
47     MODULE_INIT_MAX
48 } module_init_type;

Qemu里面一共就4种Module: BLOCK,OPT,QOM,TRACE，在include/qom/object.h中详细介绍了如何使用已有的接口来实现自己的Module_Init_Type, 所以根据上面的分析， 在Main函数执行之前，我们就获得了一个这样的链表↓:

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init_type_list:                init_type_list[MODULE_INIT_QOM]:
       ↓                                  ↓
-------------------    |----------> ModuleEntry-0
MODULE_INIT_BLOCK      |              ↑     ↓    
-------------------    |            ModuleEntry-1
MODULE_INIT_OPTS       |              ↑     ↓    
-------------------    |            ModuleEntry-2
MODULE_INIT_QOM  ------|              ↑     ↓    
-------------------                    ......
MODULE_INIT_TRACE
-------------------

其中kvm_accel_type就是QOM的其中一个ModuleEntry:

accel/kvm/kvm-all.c
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2615 static const TypeInfo kvm_accel_type = {
2616     .name = TYPE_KVM_ACCEL,
2617     .parent = TYPE_ACCEL,
2618     .class_init = kvm_accel_class_init,
2619     .instance_size = sizeof(KVMState),
2620 };
2621
2622 static void kvm_type_init(void)
2623 {
2624     type_register_static(&kvm_accel_type);
2625 }
2626
2627 type_init(kvm_type_init);

根据上面的分析，kvm 通过type_init这个洪在init_type_list[MODULE_INIT_QOM]链表中加入了一个自己的ModuleEntry，其中ModuleEntry的init被初始化为 kvm_type_init, 进而注册了kvm_accel_type这个module的信息。

类似的，在QEMU运行的时候只要挨着调用这些List里面Entry的 .init函数就会挨着初始化所有的Module.