一生一芯学习记录（二）：PA1 nemu代码导读

1. PA0是配环境和获取源码，教你如何使用一些简单的linux命令和工具，也非常重要，但是本文不赘述。

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拿到一个工程首先就是要读源码，比如从main函数一步一步看工程到底在干什么事情。（nemu不是从main开始的，但是不知道这个不耽误你理解nemu，这个在pa3.1有涉及）
那我这里顺便带着大伙读一读nemu源码。
nemu-main.c

1. #include <common.h>
3. void init_monitor(int, char *[]);
4. void am_init_monitor();
5. void engine_start();
6. int is_exit_status_bad();
8. int main(int argc, char *argv[]) {
9.   /* Initialize the monitor. */
10. #ifdef CONFIG_TARGET_AM
11.   am_init_monitor();
12. #else
13.   init_monitor(argc, argv);
14. #endif
16.   /* Start engine. */
17.   engine_start();
18.   return is_exit_status_bad();
19. }

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#ifdef CONFIG_TARGET_AM这个东西是当你在am启动nemu的时候会定义的一个宏，理解nemu操作不需要这个，所以可以省略，所以一开始进入main之后就到了init_monitor(argc, argv)的函数了。

1. void init_monitor(int argc, char *argv[]) {
2.   /* Perform some global initialization. */
4.   /* Parse arguments.通过getopt_long传进来的参数决定后面的行为 */
5.   parse_args(argc, argv);
7.   /* parse elf file*/
8.   //printf("%s!!",elf_file);
9.   #ifdef CONFIG_FTRACE
10.                 parse_elf(elf_file);
11.   #endif
12. // parse_elf(elf_file);
14.   /* Set random seed. */
15.   init_rand();
17.   /* Open the log file. */
18.   init_log(log_file);
20.   /* Initialize memory. */
21.   init_mem();
23.   /* Initialize devices. */
24.   IFDEF(CONFIG_DEVICE, init_device());//如果定义了device，那就初始化device，晚点看。
26.   /* Perform ISA dependent initialization. */
27.   init_isa();
29.   /* Load the image to memory. This will overwrite the built-in image. */
30.   long img_size = load_img();
32.   /* Initialize differential testing. */
33.   init_difftest(diff_so_file, img_size, difftest_port);
34.   // printf("diff_so_file = %s\n",diff_so_file);
35.   // printf("img_size = %ld\n",img_size);
36.   /* Initialize the simple debugger. */
37.   init_sdb();
39.   IFDEF(CONFIG_ITRACE, init_disasm());
41.   /*parse ftrace*/
43.   /* Display welcome message. */
44.   welcome();
45. }

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就是一些初始化的，比如传参处理，加载日志文件，内存，isa，ftrace处理，启动处理等等。
首先我们来看一下parse_args(argc, argv)函数。

1. static int parse_args(int argc, char *argv[]) {
2.   const struct option table[] = {
3.     {"batch"    , no_argument      , NULL, 'b'},
4.     {"log"      , required_argument, NULL, 'l'},
5.     {"diff"     , required_argument, NULL, 'd'},
6.     {"port"     , required_argument, NULL, 'p'},
7.     {"ftrace"   , required_argument, NULL, 'f'},
8.     {"help"     , no_argument      , NULL, 'h'},
9.     {0          , 0                , NULL,  0 },
10.   };
11.   int o;
12.   while ( (o = getopt_long(argc, argv, "-bhl:d:p:f:e:", table, NULL)) != -1) {
13.     switch (o) {
14.       case 'b': sdb_set_batch_mode(); break;
15.       case 'p': sscanf(optarg, "%d", &difftest_port); break;
16.       case 'l': log_file = optarg; break;
17.       case 'f': elf_file = optarg; break;
18.       case 'd': diff_so_file = optarg; break;
19.       case 1: img_file = optarg; return 0;
20.       default:
21.         printf("Usage: %s [OPTION...] IMAGE [args]\n\n", argv[0]);
22.         printf("\t-b,--batch              run with batch mode\n");
23.         printf("\t-l,--log=FILE           output log to FILE\n");
24.         printf("\t-f,--ftrace=ELF_FILE    ftrace ELF to log\n");
25.         printf("\t-d,--diff=REF_SO        run DiffTest with reference REF_SO\n");
26.         printf("\t-p,--port=PORT          run DiffTest with port PORT\n");
27.         printf("\n");
28.         exit(0);
29.     }
30.   }
31.   return 0;
32. }

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首先我们看到一个getopt_long，看到不认识的函数首先懒得查的话那就网上随便搜一下，或者是man getopt_long，你就能看到他给了一个example。

1. #include <getopt.h>
2.        #include <stdio.h>     /* for printf */
3.        #include <stdlib.h>    /* for exit */
5.        int main(int argc, char *argv[])
6.        {
7.            int c;
8.            int digit_optind = 0;
10.            while (1) {
11.                int this_option_optind = optind ? optind : 1;
12.                int option_index = 0;
13.                static struct option long_options[] = {
14.                    {"add",     required_argument, 0,  0 },
15.                    {"append",  no_argument,       0,  0 },
16.                    {"delete",  required_argument, 0,  0 },
17.                    {"verbose", no_argument,       0,  0 },
18.                    {"create",  required_argument, 0, 'c'},
19.                    {"file",    required_argument, 0,  0 },
20.                    {0,         0,                 0,  0 }
21.                };
22.          
23.                c = getopt_long(argc, argv, "abc:d:012",
24.                                long_options, &option_index);
25.                if (c == -1)
26.                    break;
28.                switch (c) {
29.                case 0:
30.                    printf("option %s", long_options[option_index].name);
31.                    if (optarg)
32.                        printf(" with arg %s", optarg);
33.                    printf("\n");
34.                    break;
36.                case '0':
37.                case '1':
38.                case '2':
39.                    if (digit_optind != 0 && digit_optind != this_option_optind)
40.                      printf("digits occur in two different argv-elements.\n");
41.                    digit_optind = this_option_optind;
42.                    printf("option %c\n", c);
43.                    break;
44.                case 'a':
45.                    printf("option a\n");
46.                    break;
48.                case 'b':
49.                    printf("option b\n");
50.                    break;
52.                case 'c':
53.                    printf("option c with value '%s'\n", optarg);
54.                    break;
56.                case 'd':
57.                    printf("option d with value '%s'\n", optarg);
58.                    break;
60.                case '?':
61.                    break;
63.                default:
64.                    printf("?? getopt returned character code 0%o ??\n", c);
65.                }
66.            }
68.            if (optind < argc) {
69.                printf("non-option ARGV-elements: ");
70.                while (optind < argc)
71.                    printf("%s ", argv[optind++]);
72.                printf("\n");
73.            }
75.            exit(EXIT_SUCCESS);
76.        }

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长得可以非常相似，所以挺好理解的。 getopt_long() 是用来处理命令行参数的，不过规模大一点的程序一般第一步就是处理命令行参数，类似的函数是getopt，前者是用来处理长命令，后者是用于处理短命令。
比如getopt用来处理命令行输入的 -l，getopt_long() 用来处理命令行输入的--log,因此你读懂makefile之后就可以在对应的位置加上参数以达到任务了。
注意 getopt_long 的第三个参数是 -bhl:d:p:f:e:，开头的 - 字符很关键，
当遇到非选项参数（即不以 - 开头的参数）时，返回 1，然后不再解析参数，因为后续已经return 0了。
当遇到定义的选项(如-b  -l)那就正常返回选项字符。
parse_elf 是后续C阶段的内容，这里可以先忽略，解析elf文件。
init_rand(); 生成随机数种子。
init_mem() 初始化内存空间。
init_device() 初始化设备，注册mmio和初始化键盘等各种外设。
init_difftest 初始化difftest，讲img文件传输给spike。
init_sdb() 初始化sdb（simple debug）。
init_disasm（） 根据有无ITRACE选项决定是否将你的二进制文件反汇编回去，方便你看。
welcome() 输出一些基本信息，是否开启trace，建立时间，客户端信息等等。
此时init_monitor结束，开始engine_start了，然后进入到里面发现除了之前那个CONFIG_TARGET_AM,这个我们不会进行里面的函数，那么就只剩下sdb_mainloop了。
那就到了我们nemu的第一个必做题了，欲知后事如何，请听下回分解。

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