QEMU ARM异常处理流程

precise exception必须考虑暂存器和内存，其中我理解的暂存器为CPUState，在二进制翻译中，我们关注的是guest的precise exception。因此必须确保当guest代码发生异常时，guest的暂存器（CPUState）和内存必须满足precise exception的要求，这样guest的exception handler才能正确处理该异常。

QEMU在每一个可能发生异常的指令或是helper function之前，会将CPUState的大部分内容更新，少数未更新的内容会在guest真正发生异常时重新再计算，对于arm来说，pc和condition code属于后者。在二进制翻译中，出于效率上的考虑，通常会在一个basic block的结尾才更新guest pc，而非每翻译一个guest指令就更新guest pc。

下面以guest发生缺页时产生的异常为例，观察QEMU是如何维护正确的guest暂存器和内存的。

配置qemu下的SConstruct文件，打开qemu调试宏，根据x86的translate.c文件中的gen_pc_load函数中的调试宏，在arm中添加修改这个宏，使其在debug模式下可以输出引发异常的host pc，和与其相对应的guest pc。

因为真正发生异常的是host binary，因此必须通过它找到guest pc，查出是哪一条guest指令发生异常，并做相应的处理。

因此使用gdb加载qemu-syste-arm，在gdb下启动v5的os，打开日志文件开关，输出in_asm,op,out_asm,和自己添加的spc和esp，之后continue，在内核引导的过程中，会出现异常，bt发现没有stack信息，说明这是翻译过来的host binary代码产生的，也就是guest cpu产生的异常。

打开日志文件，搜索spc，发现第一个引起异常的host pc为0x405156bc，对应的guest pc为0xc0140a98，这时查看第一次翻译0xc0140a98所得到的host binary

可以看出，spc 0x405156bc = 0x405156bd – 1，也也就是callq 0x5fe7c0下一条指令所在的地址减1，因此是调用 0x5fe470这个函数时发生了异常；尝试在gdb下打印print __st{b,w,l,q}_{cmmu,
mmu}和__ld{b,w,l,q}_{cmmu，mmu}，发现恰巧是__stw_mmu出现异常



根据搜索找到qemu/softmmu_tempate.h中，



不命中执行else分支，在else分支中，会根据GETPC的返回值区分是一般C函数还是code cache中调用的，如果不为零，则为code cache中所调用；

只后调用tlb_fill函数，这个函数在target-arm/op-helper.c中定义，



在tlb_fill函数中，首先进入cpu_arm_handle_mmu_fault函数根据返回值判断是否要处理异常



如果返回值为1，且taddr不为0，则执行异常处理，见下图：



首先，将retaddr转换为ulong，这个值代表发生异常的host binary所在的地址；之后根据发生异常的host binary所在的地址(retaddr)，调用tb_find_pc函数查找是哪一个tb中的host binary发生异常，如果找到了，则确定这是一个guest的异常，qemu通过调用cpu_restore_state()函数，restore guest CPUState以便guest exception handler处理guest的缺页异常



如本文档开头所描述，通常情况下qemu在翻译quest binary时是不会记录guest pc的，这时为了定位guest pc，qemu在翻译guest binary会记录额外的信息，包含guest pc。（这是通过传递searched_pc来判断是否记录额外信息），可参看上图中的注释；

比较重要的函数是target-arm/translate.c中的gen_intermediate_code_internal这个函数，比较长，就不贴图了，里面提高如何处理condexec bit，保存完必要的信息后，重新翻译，覆盖原来的翻译结果(翻译的结果应该是一样的，只是为了保存必要信息)

之后重要的是



其中

j为某个数已经在

这个函数中被标记了，这里的遍历是为了找到这个j，详情可看函数tcg_gen_code_search_pc。

之后调用



其中#if中的内容不用在意，是我为了调试加上去的，重点是下面那两个语句，给我的感觉是设置pc（这个还没看手册）和条件位。

回到



这个地方，执行raise_exception，参数是异常信息，在cpu_restore_state中设置的，

Raise_exception最终是调用了longjmp函数，这是程序会长跳转到cpu-exec.c中的cpu_exec（cpu_arm_exec）这个主要的函数中，调用do_interrput函数处理异常。