QEMU 作为 device model

本页说明如何用 QEMU 导出功能设备模型：qemu-device适配器启动 -machine x-remote进程，通过 x-vfio-user-server把一个 PCI 设备暴露给 host QEMU。该模式只保证功能正确，不提供时序模型。

启动方式

qemu-device适配器把 args.device渲染成 QEMU 设备属性并启动如下形态的命令：

-machine x-remote,vfio-user=on,auto-shutdown=off
-nodefaults -display none
-qmp unix:<run-dir>/m0/<device>.qmp.sock,server=on,wait=off
-device {"driver":"edu","id":"device0"}
-object {"qom-type":"x-vfio-user-server","id":"vfio0",
         "socket":{"type":"unix","path":"<run-dir>/m0/<device>.sock"},
         "device":"device0"}

  • args.device.driver必填；未写 id时默认为 device0。

  • args.extra追加额外 QEMU 参数；runtime.binary必须启用 vfio-user server 的 QEMU。

  • 适配器不接受 config和私有内存区域；需要私有内存时应改用 role: device的命令模板 kind。

  • auto-shutdown=off让 server 在最后一个客户端断开后仍保持运行，由 launcher 按进程组统一停止。

示例：edu 设备

resources/devices/pci/qemu-edu.yaml使用 QEMU 自带的 edu教学 PCI 设备。该设备提供配置空间、BAR、DMA 和中断，足以演示 vfio-user 的配置空间、MMIO 与中断转发路径。对应机器样例是 resources/machines/qemu-device.yaml：一个暂停的 x86_64 TCG host 连接一个 edu设备。

就绪与生命周期

  • 就绪探测依次为：可选的 ready_log日志标记、Unix socket 存在、QMP 能力协商。

  • 设备先于 host 启动；host 在全部设备就绪后才启动。

  • host 先停止，随后 launcher 停止设备进程；两端都有独立的 QMP 与日志。

  • 设备进程没有客户机内存视图，DMA 与配置空间访问都通过 vfio-user 协议与 host 交换。

适用边界

  • 功能仿真：只保证设备寄存器、BAR 和中断行为正确，不模拟时序与性能。

  • 适合协议验证、驱动路径验证和低成本的集成测试。

  • 需要 MI300X 的命令处理、缓存或内存层次行为时，应使用 gem5 的定位：性能仿真的性能模型适配器。

源码与依据

  • 适配器实现：crates/cosim-topology/src/adapter/qemu_device.rs。

  • 示例设备模板：resources/devices/pci/qemu-edu.yaml。

  • QEMU vfio-user server：third_party/qemu/hw/remote/vfio-user-obj.c。

  • edu 设备：third_party/qemu/hw/misc/edu.c。

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