linux kvm手册,Linux的KVM原理及构架介绍

kvm基本结构有2个部分构成:

kvm 驱动,现在已经是linux

kernel的一个模块了.其主要负责虚拟机的创建,虚拟内存的分配,VCPU寄存器的读写以及VCPU的运行.

另个组成是Qemu,用于模拟虚拟机的用户空间组件,提供I/O设备模型,访问外设的途径.

kvm基本结构如上图.kvm已经是内核模块,被看作是一个标准的linux

字符集设备(/dev/kvm).Qemu通过libkvm应用程序接口,用fd通过ioctl向设备驱动来发送创建,运行虚拟机命令.设备驱动kvm就会来解析命令(kvm_dev_ioctl函数在kvm_main.c文件中)。

kvm

模块让Linux主机成为一个虚拟机监视器(VMM),并且在原有的Linux两种执行模式基础上,新增加了客户模式,客户模式拥有自己的内核模式和用户模式.在虚拟机运行时,三种模式的工作各为:

客户模式: 执行非I/O的客户代码,虚拟机运行在这个模式下.

用户模式:代表用户执行I/O指令,qemu运行在这个模式下.

内核模式:实现客户模式的切换,处理因为I/O或者其他指令引起的从客户模式退出(VM_EXIT).kvm

模块工作在这个模式下.

在kvm的模型中,每一个Gust OS都是作为一个标准的linux进程,都可以使用linux进程管理命令管理.

这里假如qemu通过ioctl发出KVM_CREATE_VM

指令,创建了一个VM后,qemu需要需要发送一些命令给VM,如KVM_CREATE_VCPU.这些命令当然也是通过ioctl发送的,用户程序中用ioctl发送KVM_CREATE_VM得到的返回值就是新创建的VM对应的fd(kvm_vm),fd是创建的指向特定虚拟机实例的文件描述符,之后利用这个fd发送命令给VM进行访问控制.kvm解析这些命令的函数是kvm_vm_ioctl.

KVM 工作原理

kvm基本工作原理概述:

用户模式的qemu利用libkvm通过ioctl进入内核模式,kvm模块未虚拟机创建虚拟内存,虚拟CPU后执行VMLAUCH指令进入客户模式.加载Guest

OS并执行.如果Guest OS 发生外部中断或者影子页表缺页之类的情况,会暂停Guest

OS的执行,退出客户模式出行异常处理,之后重新进入客户模式,执行客户代码.如果发生I/O事件或者信号队列中有信号到达,就会进入用户模式处理.