本文内容转载自:Qemu X86架构的Machine Type。

QEMU支持的X86架构非常少，在Q35出现之前，就只有诞生于1996年的I440FX/PIIX一个架构。Intel不断推出新的芯片组， 加入了PCIe、AHCI等等。I440FX已经无法满足需求，为此，在 KVM Forum 2012 上，Jason Baron带来了 A New Chipset For Qemu - Intel’s Q35。

1. Q35 vs. I440FX

Q35是Intel在2007年9月推出的芯片组。

Topology of I440FX/PIIX4 Vs. Q35

  • Q35 has IOMMU
  • Q35 has PCIe
  • Q35 has Super I/O chip with LPC interconnect
  • Q35 has 12 USB ports
  • Q35 SATA vs. PATA

IRQ Routing I440FX/PIIX4 Vs. Q35

  • Q35 PIRQ has 8 pins - PIRQ A-H
  • Q35 has two PIC modes – legacy PIC vs I/O APIC
  • Q35 runs in I/O APIC mode
  • Slots 0-24 are mapped to PIRQ E-H round robin
  • PCIe Bus to PIRQ mappings can be programmed
    • Slots 25-31
  • Q35 has 8 PCI IRQ vectors available, I440FX/PIIX4 only 2

I440FX/PIIX4 vs. Q35 devices

  • AHCI vs. Legacy IDE
  • PCI addresses
  • Populate slots using flags
  • Default slots

2. i440fx/PIIX架构

Intel 440FX是北桥芯片，用于连接主板上的高速设备。向上可以连接多个处理器；向下则主要提供了连接DRAM的接口和连接PCI总线的接口(通过PCI Host Bridge)， 通过该PCI root port扩展出整个PCI设备树，包括PIIX南桥芯片。

PIIX是南桥芯片，用于连接主板上的低速设备，主要包括IDE控制器、DMA控制器，USB控制器， SMBus总线控制器，X-Bus控制器，USB控制，PIT（Programmable Interval Timer）， RTC（Real Time Clock，实时时钟)， PIC（可编程中断控制器）等，并且提供ISA bridge连接ISA总线，用于连接更多的低速设备。

3. Q35架构

北桥为GMCH(Graphics and Memory Controller Hub)，南桥为ICH9(I/O Controller Hub)。CPU 通过前端总线(FSB)连接到GMCH；GMCH连接内存，显卡，高速PCIe接口等；南桥芯片则为USB，低速PCI / SATA 等提供接入。

4. list QEMU supported machines

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kvm@kvm:~$ qemu-system-x86_64 -machine help
Supported machines are:
pc                   Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (alias of pc-i440fx-4.0)
pc-i440fx-4.0        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (default)
pc-i440fx-3.1        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-3.0        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.9        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.8        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.7        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.6        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.5        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.4        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.3        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.2        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.12       Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.11       Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.10       Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.1        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-2.0        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-1.7        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-1.6        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-1.5        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-i440fx-1.4        Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-1.3               Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-1.2               Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-1.1               Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-1.0               Standard PC (i440FX + PIIX, 1996)
pc-0.15              Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (deprecated)
pc-0.14              Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (deprecated)
pc-0.13              Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (deprecated)
pc-0.12              Standard PC (i440FX + PIIX, 1996) (deprecated)
q35                  Standard PC (Q35 + ICH9, 2009) (alias of pc-q35-4.0.1)
pc-q35-4.0.1         Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-4.0           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-3.1           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-3.0           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.9           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.8           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.7           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.6           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.5           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.4           Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.12          Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.11          Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
pc-q35-2.10          Standard PC (Q35 + ICH9, 2009)
isapc                ISA-only PC
none                 empty machine

参考资料:

  1. A New Chipset For Qemu - Intel’s Q35
  2. QEMU学习笔记——Q35