Автоматизированное тестирование фронтенда транслятора TCG для Qemu

Реализация новой виртуальной процессорной архитектуры в Qemu предполагает создание фронтенда динамического двоичного транслятора TCG для данной процессорной архитектуры. Существующие на сегодняшний день системы тестирования фронтенда TCG используют подход на основе сравнения с эталоном той же процессорной архитектуры. В качестве эталона могут выступать реальный процессор, виртуальная машина с большей точностью эмуляции или другая реализация двоичного транслятора. Однако не всегда такие эталоны доступны, зачастую они могут вообще не существовать. Данная работа нацелена на тестирование реализации процессорной архитектуры в Qemu в условиях отсутствия необходимого эталона для сравнения. Предлагаемый подход основывается на том, что даже для малораспространённой процессорной архитектуры, как правило, доступен пакет binutils и компилятор языка Си. Си-программа может одинаково выполняться на различных процессорных архитектурах, если удаётся избегать в ней ситуаций неопределенного или реализационно зависимого поведения. Это позволяет проводить сравнение хода работы двух разных исполняемых файлов на тестируемой виртуальной машине и машине разработчика. Объектами сравнения такого подхода выступают сущности языка Си, на котором разрабатываются тесты. Подход реализован в программном средстве c2t (CPU Testing Tool) и входит в состав программного комплекса автоматизации разработки моделей устройств и вычислительных машин для Qemu, исходный код которого доступен по адресу https://github.com/ispras/qdt. c2t реализовано на языке программирования Python, поддерживает тестирование Qemu в режиме полносистемной эмуляции и в режиме эмуляции уровня пользователя. Данное средство пригодно как для тестирования фронтендов TCG, полученных с использованием системы автоматизации создания фронтендов TCG, так и реализованных классическим способом (вручную).