KVM虛擬機(jī)創(chuàng)建功能詳細(xì)講解

1、一.KVM虛擬機(jī)創(chuàng)建的用戶(hù)操作對(duì)于用戶(hù)或者管理員來(lái)說(shuō)，虛擬機(jī)的創(chuàng)建有著很多的方法，例如：kvm自帶命令行工具、使用virsh命令來(lái)創(chuàng)建、使用具有圖形界面的virt-manager等等。但是它們底層實(shí)現(xiàn)的原理都是一樣的，而且它們基本上都是通過(guò)開(kāi)源的虛擬化庫(kù)Libvirt來(lái)開(kāi)發(fā)的。下面就講一講三種用戶(hù)可以創(chuàng)建虛擬機(jī)的方式。1.1 利用kvm自帶命令行工具進(jìn)行創(chuàng)建kvm常用命令如下：參數(shù)示例說(shuō)明-hda-hda /data/windows.img指定windows.img作為硬盤(pán)鏡像-cdrom-cdrom /data/windows.iso指定windows.iso作為光盤(pán)鏡像-boot-boot

2、 c從硬盤(pán)啟動(dòng) -boot d從光盤(pán)啟動(dòng)-m-m 512分配512M內(nèi)存給虛擬系統(tǒng)-vnc-vnc :0作為vnc服務(wù)器-cpu-cpu ?列出支持的CPU -cpu core2duo指定CPU為core2duo-smp-smp 2指定虛擬機(jī)有2個(gè)CPU-net-net nic為虛擬機(jī)網(wǎng)卡（默認(rèn)為tap0） -net tap系統(tǒng)分配tap設(shè)備（默認(rèn)為tap0）1 -net nic -net tap將虛擬機(jī)的網(wǎng)卡eth0連接真機(jī)里的tap0具體創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)的步驟如下：（1）生成硬盤(pán)鏡像文件roothost:kvm-img create -f rawtes

3、t.img 10G其中“-f raw”指定鏡像文件的格式為“raw”，“10G”指定鏡像文件大小。（2）從光盤(pán)啟動(dòng)虛擬機(jī)來(lái)安裝操作系統(tǒng)roothost:kvm -boot d -hda test.img-cdrom test.iso -m 512其中“-boot d”指定虛擬機(jī)從光盤(pán)啟動(dòng)，“-hda test.img”指定硬盤(pán)鏡像的位置，“-cdrom test.iso”指定光盤(pán)鏡像的位置，“-m 512”指定虛擬機(jī)的內(nèi)存為512M。（3）安裝操作系統(tǒng)后便可直接從硬盤(pán)啟動(dòng)虛擬機(jī)roothost:kvm -boot c -hda test.img-m 5121.2 利用virsh命令行工具進(jìn)行創(chuàng)

4、建1.2.1 virsh工具簡(jiǎn)介Virsh是由一個(gè)名叫l(wèi)ibvirt的軟件提供的管理工具，提供管理虛擬機(jī)比較高級(jí)的能力。Virsh可以管理KVM以及xen等虛擬機(jī)。下面是virsh的一些常見(jiàn)的命令行選項(xiàng)：命令Descriptionhelp打印基本幫助信息。list列出所有客戶(hù)端。dumpxml輸出客戶(hù)端 XML 配置文件。create從 XML 配置文件生成客戶(hù)端并啟動(dòng)新客戶(hù)端。start啟動(dòng)未激活的客戶(hù)端。destroy強(qiáng)制客戶(hù)端停止。define為客戶(hù)端輸出 XML 配置文件。domid顯示客戶(hù)端 ID。domuuid顯示客戶(hù)端 UUID。dominfo顯示客戶(hù)端信息。domname顯示客

5、戶(hù)端名稱(chēng)。domstate顯示客戶(hù)端狀態(tài)。quit退出這個(gè)互動(dòng)終端。reboot重新啟動(dòng)客戶(hù)端。restore恢復(fù)以前保存在文件中的客戶(hù)端。resume恢復(fù)暫停的客戶(hù)端。save將客戶(hù)端當(dāng)前狀態(tài)保存到某個(gè)文件中。shutdown關(guān)閉某個(gè)域。suspend暫停客戶(hù)端。undefine刪除與客戶(hù)端關(guān)聯(lián)的所有文件。migrate將客戶(hù)端遷移到另一臺(tái)主機(jī)中。命令Descriptionsetmem為客戶(hù)端設(shè)定分配的內(nèi)存。setmaxmem為管理程序設(shè)定內(nèi)存上限。setvcpus修改為客戶(hù)端分配的虛擬 CPU 數(shù)目。vcpuinfo顯示客戶(hù)端的虛擬 CPU 信息。vcpupin控制客戶(hù)端的虛擬 CPU 親

6、和性。domblkstat顯示正在運(yùn)行的客戶(hù)端的塊設(shè)備統(tǒng)計(jì)。domifstat顯示正在運(yùn)行的客戶(hù)端的網(wǎng)絡(luò)接口統(tǒng)計(jì)。attach-device使用 XML 文件中的設(shè)備定義在客戶(hù)端中添加設(shè)備。attach-disk在客戶(hù)端中附加新磁盤(pán)設(shè)備。attach-interface在客戶(hù)端中附加新網(wǎng)絡(luò)接口。detach-device從客戶(hù)端中分離設(shè)備，使用同樣的 XML 描述作為命令attach-device。detach-disk從客戶(hù)端中分離磁盤(pán)設(shè)備。detach-interface從客戶(hù)端中分離網(wǎng)絡(luò)接口。命令Descriptionversion顯示 virsh 版本nodeinf

7、o有關(guān)管理程序的輸出信息1.2.2 virsh命令來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)步驟（1）生成硬盤(pán)鏡像文件roothost:kvm-img create -f rawtest.img 10G（2）編寫(xiě)xml配置文件，這一步在1.2.3節(jié)具體介紹（3）創(chuàng)建并運(yùn)行虛擬機(jī)roothost:virsh create test.xml其中“test.xml”指定步驟（2）中創(chuàng)建的xml文件       這樣一個(gè)虛擬機(jī)便創(chuàng)建起來(lái)了。1.2.3 xml配置文件的編寫(xiě)利用virsh工具創(chuàng)建虛擬機(jī)必須編寫(xiě)xml配置文件，該文件指定虛擬機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，比如虛擬機(jī)名稱(chēng)、磁盤(pán)鏡

8、像的位置、內(nèi)存大小、顯示配置等等。下面給出一個(gè)簡(jiǎn)單的配置文件的例子。#test.xml <domain type='qemu'>  <name>windowsXP</name>  <uuid></uuid>  <memory>500000</memory>  <currentMemory>500000</currentMemory>  <vcpu>1</vcpu>  <os

9、>    <type arch='i686'machine='pc'>hvm</type>       <boot dev='hd'/>    <boot dev='cdrom'/>  </os>  <devices>    <emulator>/usr/bin/qemu-system

10、-x86_64</emulator>    <disk type='file' device='cdrom'>      <sourcefile='/home/turnupthesun/kvm/windowsXP.iso'/>      <target dev='hdc'/>      <readon

11、ly/>    </disk>    <disk type='file' device='disk'>       <sourcefile='/home/turnupthesun/kvm/windowsXP.img'/>      <target dev='hda'/>    &l

12、t;/disk>       <graphicstype='vnc' port='14' listen='127.0.0.1'/>  </devices></domain>下面介紹其中幾個(gè)比較重要的元素及屬性。（1）<domain>元素的type屬性指定運(yùn)行域的虛擬機(jī)管理器，針對(duì)kvm應(yīng)當(dāng)選擇“qemu”。（2）<name>元素的內(nèi)容指定域的名字。（3）<memory>元素和<currentMe

13、mory>元素的內(nèi)容非別指定啟動(dòng)時(shí)為域分配的最大內(nèi)存和實(shí)際分配的內(nèi)存。（4）<os></os>元素之間的內(nèi)容用來(lái)指定操作系統(tǒng)啟動(dòng)的一些信息。其中重復(fù)的<boot>元素形成了一個(gè)啟動(dòng)順序表，比如例子中先從磁盤(pán)啟動(dòng)，磁盤(pán)無(wú)法啟動(dòng)再?gòu)墓獗P(pán)啟動(dòng)。（5）<disk>元素的device屬性指明不同的設(shè)備，<source>標(biāo)簽的file屬性指明這些設(shè)備的位置。1.3 如何通過(guò)圖形化界面virt-manager來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)   Virt-manger既虛擬機(jī)管理器，是創(chuàng)建和管理虛擬客戶(hù)端的圖形工具。具體的操作步驟為：

14、60; 從控制臺(tái)窗口啟動(dòng)這個(gè)工具，從root身份輸入virt-manager命令，點(diǎn)擊file菜單 的”新建”選項(xiàng)。   virt-manager顯示兩種虛擬化方法：Qemu/KVM或者Xen，這里選擇Qemu/KVM作為hypervisor。  選擇虛擬機(jī)名稱(chēng)和指定一種安裝方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安裝服務(wù)器或者本地CD/DVD驅(qū)動(dòng)包括本地ISO文件，在此我用本地ISO的安裝方法。 輸入本地ISO文件路徑和文件名(假設(shè)本地ISO的路徑就在根目錄下，名稱(chēng)為Mini-BT3.6.1.iso) 設(shè)置虛擬機(jī)使用的內(nèi)存容量和處理器數(shù)量。   配置虛擬機(jī)的存儲(chǔ)方法。對(duì)于存儲(chǔ)后

15、端有兩種選擇：物理存儲(chǔ)設(shè)備或者使用之前建立的磁盤(pán)文件。如果處于簡(jiǎn)單測(cè)試，創(chuàng)建文件作為存儲(chǔ)后端。當(dāng)創(chuàng)建虛擬磁盤(pán)時(shí)，默認(rèn)為10GB。  網(wǎng)絡(luò)配置，在這里選擇NAT方式。這樣一個(gè)虛擬機(jī)就開(kāi)始啟動(dòng)起來(lái)了，將會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)界面，最后出現(xiàn)虛擬機(jī)中操作系統(tǒng)的界面。 二libvirt函數(shù)庫(kù)如何實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)創(chuàng)建2.1 virsh工具”create”命令源碼   在libvirt軟件包安裝完成之后，就可以看到libvirt的源碼，這個(gè)源碼實(shí)現(xiàn)了很多的開(kāi)發(fā)虛擬化軟件的用戶(hù)接口，也就是開(kāi)發(fā)的API。里面也實(shí)現(xiàn)了工具virsh，這個(gè)工具也實(shí)現(xiàn)了很多的功能。在/tools下面有一個(gè)vir

16、sh.c，這個(gè)文件里面實(shí)現(xiàn)virsh的功能，這里就具體把創(chuàng)建這部分代碼選取出來(lái)。     /* * "create" command */static const vshCmdInfo info_create =   "help", N_("create a domain from an XML file"),   "desc", N_("Create a domain.&qu

17、ot;),   NULL, NULL;static const vshCmdOptDef opts_create=    "file", VSH_OT_DATA, VSH_OFLAG_REQ, N_("file containingan XML domain description"),#ifndef WIN32   "console", VSH_OT_BOOL, 0, N_("attach to console after creat

18、ion"),#endif   "paused", VSH_OT_BOOL, 0, N_("leave the guest pausedafter creation"),  "autodestroy", VSH_OT_BOOL, 0, N_("automatically destroythe guest when virsh disconnects"),   NULL, 0, 0, NULL;static boolcmdCrea

19、te(vshControl *ctl, const vshCmd*cmd)   virDomainPtr dom;   const char *from = NULL;   bool ret = true;   char *buffer;#ifndef WIN32   int console = vshCommandOptBool(cmd, "console");#endif   unsigned

20、 int flags = VIR_DOMAIN_NONE;   if (!vshConnectionUsability(ctl, ctl->conn)       return false;   if (vshCommandOptString(cmd, "file", &from) <= 0)       return false；  &

21、#160;if (virFileReadAll(from, VIRSH_MAX_XML_FILE, &buffer) < 0)       return false;   if (vshCommandOptBool(cmd, "paused")       flags |= VIR_DOMAIN_START_PAUSED;   if (vshCommandOptB

22、ool(cmd, "autodestroy")        flags |= VIR_DOMAIN_START_AUTODESTROY;   dom = virDomainCreateXML(ctl->conn, buffer, flags);   VIR_FREE(buffer);   if (dom != NULL)       

23、60;vshPrint(ctl, _("Domain %s created from %sn"),                 virDomainGetName(dom), from);#ifndef WIN32       if (console)        

24、   cmdRunConsole(ctl, dom,NULL);#endif       virDomainFree(dom);    else        vshError(ctl, _("Failed to create domain from %s"), from);       ret = fals

25、e;      return ret;代碼的講解：   typedef struct       const char *name;       const char *data;     vshCmdInfo;  上面這個(gè)結(jié)構(gòu)體是關(guān)于命令的鍵值對(duì)信息，命令一般包含兩個(gè)名稱(chēng)：命令的名字和命令的描述信息。

26、60;  typedef struct        const char *name;        vshCmdOptType type;        unsigned int flags;        const char *help;  

27、   vshCmdOptDef;  上面這個(gè)結(jié)構(gòu)體是關(guān)于命令選項(xiàng)的定義，該結(jié)構(gòu)體一般包括四個(gè)字段：選項(xiàng)的名稱(chēng)，選項(xiàng)類(lèi)型，標(biāo)志，幫助信息。其中選項(xiàng)類(lèi)型包括：bool類(lèi)型，字符串類(lèi)型，整型，字符數(shù)據(jù)，剩余的參數(shù)。   在cmdCreate主程序中有一個(gè)特別重要的函數(shù)：virDomainCreateXML()，這個(gè)函數(shù)的最初原型是: virDomainPtr virDomainCreateXML (virConnectPtr conn,const char*xmlDesc,unsigned int flags),這個(gè)函數(shù)是基于一個(gè)

28、指定的XML文件來(lái)創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)，其中conn表示一個(gè)指向hypervisor的連接，xmlDesc表示一個(gè)XML文件，flags表示命令選項(xiàng)的標(biāo)志。2.2 通過(guò)libvirt創(chuàng)建虛擬機(jī)的關(guān)鍵API通過(guò)分析2.1中的virsh源碼我們可以看出，使用libvirt進(jìn)行虛擬機(jī)創(chuàng)建要調(diào)用兩個(gè)關(guān)鍵的API- virFileReadAll和virDomainCreateXML，下面分別進(jìn)行說(shuō)明。2.2.1 virFileReadAll    該函數(shù)原型為intvirFileReadAll(const char *path, int maxlen, char *buf)，功能

29、是將參數(shù)“path”指定路徑的文件內(nèi)容讀到一個(gè)緩沖區(qū)中，并將緩沖區(qū)地址記錄在參數(shù)“*buf”中，而參數(shù)“maxlen”指定文件的最大長(zhǎng)度。利用該API，我們可以將xml配置文件都到一個(gè)緩沖區(qū)中，以方便接下來(lái)的使用。2.2.2virDomainCreateXML該函數(shù)原型為virDomainPtr    virDomainCreateXML      (virConnectPtrconn,  const char * xmlDesc,  unsigned int flags)，功能是根據(jù)參數(shù)“xm

30、lDesc”定義的配置方式創(chuàng)建一個(gè)域并返回該域的指針。參數(shù)“conn”是指向虛擬機(jī)管理器的指針，而通過(guò)設(shè)置不同的“flags”標(biāo)志，可以使創(chuàng)建的域具有不同的屬性。三 利用libvirt庫(kù)編寫(xiě)自己的虛擬機(jī)創(chuàng)建程序   Virsh命令用來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)的命令是：virsh create,這個(gè)命令主要是從給定的XML文件生成客戶(hù)端并啟動(dòng)客戶(hù)端。  下面用一個(gè)測(cè)試?yán)觼?lái)說(shuō)明如何通過(guò)virsh命令來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)的。   具體的操作實(shí)踐步驟是：首先需要?jiǎng)?chuàng)建虛擬硬盤(pán)，為了放置操作系統(tǒng)的地方，命令是：kvm-img create 701.img10G,也就

31、是創(chuàng)建一個(gè)大小為10G的虛擬硬盤(pán)。   2.  編寫(xiě)一個(gè)xml文件，這個(gè)文件里面包含啟動(dòng)操作系統(tǒng)的一些特征，比如：內(nèi)存容量，操作系統(tǒng)位置，虛擬硬盤(pán)位置等等，其實(shí)有很多的字段，可以簡(jiǎn)寫(xiě)一個(gè)xml文件，如果有些字段沒(méi)有定義，那么系統(tǒng)就會(huì)默認(rèn)，下面給出一個(gè)xml文件，命名為701.xml，程序?yàn)椋?#160;     <domain type='qemu'>      <name>linux10.0421</name> 

32、     <uuid></uuid>     <memory>512000</memory>     <currentMemory>512000</currentMemory>     <vcpu>1</vcpu>      <os> 

33、60;      <type arch='i686' machine='pc'>hvm</type>         <boot dev='cdrom'/>          <boot dev='hd'/>    &

34、#160;</os>        <devices>           <emulator>/usr/bin/qemu-system-x86_64</emulator>            <disk type='file

35、' device='cdrom'>           <source file='/usr/src/ubuntu-10.04-desktop-i386.iso'/>        <target dev='hdc'/>        <

36、readonly/>      </disk>        <disk type='file' device='disk'>         <sourcefile='/var/lib/libvirt/images/701.img'/>    &#

37、160;   <target dev='hda'/>      </disk>           <graphics type='vnc' port='5901'listen='127.0.0.1'/>       </devices>

38、     </domain>    3.  接著編寫(xiě)一個(gè)c文件,名稱(chēng)為701.c這個(gè)文件主要實(shí)現(xiàn)的功能就是調(diào)用這個(gè)xml文件來(lái)創(chuàng)建并啟動(dòng)虛擬機(jī)。這個(gè)c程序代碼為：     #include<stdio.h>     #include<stdlib.h>     #include<memory.h>   

39、0; #include<libvirt/libvirt.h>     const char *from=NULL;     static virConnectPtr conn=NULL;     #define VIRSH_MAX_XML_FILE 10*1024*1024     void closeConn()          &

40、#160;   if(conn!=NULL)         virConnectClose(conn);          int cmdCreate()             virDomainPtr dom;        char

41、 *buffer;        unsigned int flags=VIR_DOMAIN_NONE;       conn=virConnectOpen("qemu:/system");        if(conn=NULL)            &#

42、160;      fprintf(stderr,"failed to connect tohypervisor/n");           closeConn();           return 0;           

43、    if(virFileReadAll(from,VIRSH_MAX_XML_FILE,&buffer)<0)         return 0;       dom=virDomainCreateXML(conn,buffer,flags);        memset(buffer,0,sizeof(buffer);

44、        if(dom!=NULL)            fprintf(stdout,"Domain %screated from %sn",virDomainGetName(dom),from);           virDomainFree(dom);  

45、0;          else          fprintf(stdout,"Failed to createdomain from %s",from);                     int main(int a

46、rgc,char *argv)                if(argc<2)         fprintf(stdout,"there are too fewparameters,should has two more parameters!");         

47、    from=*+argv;      cmdCreate();      return 0;          4. 在命令窗口中先執(zhí)行g(shù)cc -lvirt -o 701 701.c  ,然后執(zhí)行./701 701.xml,就可以看到這個(gè)虛擬機(jī)被創(chuàng)建并啟動(dòng)起來(lái)了。 四KVM內(nèi)核如何實(shí)現(xiàn)底層虛擬機(jī)創(chuàng)建功能4.1 KVM虛擬機(jī)創(chuàng)建和運(yùn)行虛擬機(jī)的流程

48、0;  開(kāi)源的Lbvirt庫(kù)實(shí)現(xiàn)了很多的虛擬化API，這些API的實(shí)現(xiàn)還是要靠底層的KVM內(nèi)核的實(shí)現(xiàn)，下面重點(diǎn)講講KVM內(nèi)核中是如何實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)創(chuàng)建和運(yùn)行功能的操作系統(tǒng)層的實(shí)現(xiàn)。    KVM虛擬機(jī)創(chuàng)建和運(yùn)行虛擬機(jī)分為用戶(hù)態(tài)和核心態(tài)兩個(gè)部分，用戶(hù)態(tài)主要提供應(yīng)用程序接口，為虛擬機(jī)創(chuàng)建虛擬機(jī)上下文環(huán)境，在libkvm中提供訪問(wèn)內(nèi)核字符設(shè)備/dev/kvm的接口；內(nèi)核態(tài)為添加到內(nèi)核中的字符設(shè)備/dev/kvm，模塊加載進(jìn)內(nèi)核后，即可進(jìn)行接口用戶(hù)空間調(diào)用創(chuàng)建虛擬機(jī)。在創(chuàng)建虛擬機(jī)過(guò)程中，kvm字符設(shè)備主要為客戶(hù)機(jī)創(chuàng)建kvm數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建該虛擬機(jī)的虛擬機(jī)文件描述符及其

49、相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及創(chuàng)建虛擬機(jī)處理器及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。kvm創(chuàng)建虛擬機(jī)的流程如下圖：    根據(jù)上圖就可以大致知道虛擬機(jī)創(chuàng)建和運(yùn)行的流程了。首先申明一個(gè)kvm_context_t變量用以描述用戶(hù)態(tài)虛擬機(jī)上下文信息，然后調(diào)用kvm_init()函數(shù)初始化虛擬機(jī)上下文信息；函數(shù)kvm_create()創(chuàng)建虛擬機(jī)實(shí)例，該函數(shù)通過(guò)ioctl系統(tǒng)調(diào)用創(chuàng)建虛擬機(jī)相關(guān)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并且返回文件描述符給用戶(hù)態(tài)kvm_context_t數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；創(chuàng)建完內(nèi)核虛擬機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，再創(chuàng)建內(nèi)核pit以及mmio等外設(shè)模擬設(shè)備，然后調(diào)用kvm_create_vcpu()函數(shù)來(lái)創(chuàng)建虛擬處理器，k

50、vm_create_vcpu()函數(shù)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用向由vm_fd文件描述符指向的虛擬文件調(diào)用創(chuàng)建虛擬處理器，并將虛擬處理器的文件描述符返回給用戶(hù)態(tài)程序，供以后的調(diào)度使用；創(chuàng)建完虛擬處理器后，由用戶(hù)態(tài)的QEMU程序申請(qǐng)客戶(hù)機(jī)用戶(hù)空間，用以加載和運(yùn)行客戶(hù)機(jī)代碼；為了使得客戶(hù)虛擬機(jī)正確執(zhí)行，必須要在內(nèi)核中為客戶(hù)機(jī)建立正確的內(nèi)存映射關(guān)系，即影子頁(yè)表信息。因此，申請(qǐng)客戶(hù)機(jī)內(nèi)存地址空間之后，調(diào)用函數(shù)kvm_create_phys_mem()創(chuàng)建客戶(hù)機(jī)內(nèi)存映射關(guān)系，該函數(shù)主要通過(guò)ioctl系統(tǒng)調(diào)用向vm_fd指向隊(duì)的虛擬文件調(diào)用設(shè)置內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中客戶(hù)機(jī)內(nèi)存映射關(guān)系，主要建立影子頁(yè)表信息；當(dāng)創(chuàng)建好虛擬處理器和影

51、子頁(yè)表后，即可讀取客戶(hù)機(jī)到指定分配的空間中，然后調(diào)度虛擬處理器運(yùn)行。調(diào)度虛擬機(jī)的函數(shù)為kvm_run()，該函數(shù)通過(guò)ioctl系統(tǒng)調(diào)用調(diào)用由虛擬處理器文件描述符指向的虛擬文件調(diào)度處理函數(shù)kvm_run()調(diào)度虛擬處理器的執(zhí)行，該系統(tǒng)調(diào)用將虛擬處理器vcpu信息加載到物理處理器中，通過(guò)vm_entry執(zhí)行進(jìn)入客戶(hù)機(jī)執(zhí)行。在客戶(hù)機(jī)正常運(yùn)行期間kvm_run()函數(shù)不返回，只有發(fā)生以下兩種情況時(shí)，函數(shù)返回：1，發(fā)生了I/O事件，如客戶(hù)機(jī)發(fā)出讀寫(xiě)I/O的指令；2，產(chǎn)生了客戶(hù)機(jī)和內(nèi)核KVM都無(wú)法處理的異常。I/O事件處理完畢后，通過(guò)重新調(diào)用KVM_RUN()函數(shù)繼續(xù)調(diào)度客戶(hù)機(jī)的執(zhí)行。4.2 KVM虛擬機(jī)

52、創(chuàng)建和運(yùn)行虛擬機(jī)的主要函數(shù)分析以及流程    1.函數(shù)kvm_init():該函數(shù)在用戶(hù)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)上下文，用以在用戶(hù)態(tài)保存基本的虛擬機(jī)信息，這個(gè)函數(shù)是創(chuàng)建虛擬機(jī)的第一個(gè)需要調(diào)用的函數(shù)，函數(shù)返回一個(gè)kvm_context_t結(jié)構(gòu)體。該函數(shù)原型的實(shí)現(xiàn)在libkvm.c中，該函數(shù)原型是：kvm_context_t kvm_init(struct kvm_callbacks*callbacks,void *opaque);參數(shù)：callbacks為結(jié)構(gòu)體kvm_callbacks變量，該結(jié)構(gòu)體包含指向函數(shù)的一組指針，用于在客戶(hù)機(jī)執(zhí)行過(guò)程中因?yàn)镮/O事件退出到用戶(hù)態(tài)的

53、時(shí)候處理的回調(diào)函數(shù)。參數(shù)opaque一般未使用。    函數(shù)執(zhí)行基本過(guò)程：打開(kāi)字符設(shè)備dev/kvm，申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)上下文變量kvm_context_t空間，初始化上下文的基本信息：設(shè)置fd文件描述符指向/dev/kvm，禁止虛擬機(jī)文件描述符vm_fd(-1),設(shè)置I/O事件回調(diào)函數(shù)結(jié)構(gòu)體，設(shè)置IRQ和PIT的標(biāo)志位以及內(nèi)存頁(yè)面記錄的標(biāo)志位。    用戶(hù)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)kvm_context_t用以描述虛擬機(jī)實(shí)例的用戶(hù)態(tài)上下文信息。在kvm_common.h文件里面有kvm_context的結(jié)構(gòu)體定義。structkvm_context

54、60;   / Filedescriptor to /dev/kvm    int fd;    int vm_fd;    int vcpu_fdMAX_VCPUS;    struct kvm_run *runMAX_VCPUS;    / Callbacks that KVM uses to emulatevarious unvirtualizable functionality    st

55、ruct kvm_callbacks *callbacks;    void *opaque;    / A pointer to the memory used as thephysical memory for the guest    void *physical_memory;    / is dirty pages logging enabled for allregions or not    int dirty_pages_log_

56、all;    / memory regions parameters    struct kvm_memory_regionmem_regionsKVM_MAX_NUM_MEM_REGIONS;    / do not create in-kernel irqchip if set    int no_irqchip_creation;    / in-kernel irqchip status    int ir

57、qchip_in_kernel;   各個(gè)數(shù)據(jù)域的解釋為：int fd :指向內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)字符設(shè)備/dev/kvm的文件描述符。int vm_fd:指向所創(chuàng)建的內(nèi)核虛擬機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)文件的文件描述符。intvcpu_fdMAX_VCPUS:指向虛擬機(jī)所有的虛擬處理器的文件描述符數(shù)組。struct kvm_run*runMAX_VCPUS：指向虛擬機(jī)運(yùn)行環(huán)境上下文的指針數(shù)組。struct kvm_callbacks*call_backs: 回調(diào)函數(shù)結(jié)構(gòu)體指針，該結(jié)構(gòu)體用于處理用戶(hù)態(tài)I/O事件。void *opaque:指針(還未弄清楚)int dirty_page_log_all

58、:設(shè)置是否記錄臟頁(yè)面的標(biāo)志。int no_ira_creation: 用于設(shè)置是否再kernel里設(shè)置irq芯片。int_irqchip_in_kernel:內(nèi)核中irqchip的狀態(tài)structkvm_callbacks：該結(jié)構(gòu)體用于在用戶(hù)態(tài)中處理I/O事件，在KVM中調(diào)用KVM_QEMU實(shí)現(xiàn)，主要包含的數(shù)據(jù)域?yàn)椋篿nt (*inb)(void *opaque, uint16_t addr,uint8_t *data)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行8位的inb指令。int (*inw)(void *opaque, uint16_t addr,uint16_t *data)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行16位的i

59、nw指令。int (*inl)(void *opaque, uint16_t addr,uint32_t *data)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行32位的inl指令。int (*outb)(void *opaque, uint16_t addr,uint8_t data)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行8位的outb指令。int (*outw)(void *opaque, uint16_t addr,uint16_t data)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行16位的outw指令。int (*outl)(void *opaque, uint16_t addr,uint32_t data)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行32位的outl指

60、令。int (*mmio_read)(void *opaque, uint64_taddr, uint8_t *data,int len)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行mmio讀指令。int (*mmio_write)(void *opaque, uint64_taddr, uint8_t *data,int len)：用于模擬客戶(hù)機(jī)執(zhí)行mmio寫(xiě)指令。int (*debug)(void *opaque, void *env,struct kvm_debug_exit_arch *arch_info)：用戶(hù)客戶(hù)機(jī)調(diào)試的回調(diào)函數(shù)。int (*halt)(void *opaque, int vcpu)：用于

61、客戶(hù)機(jī)執(zhí)行halt指令的響應(yīng)。int (*shutdown)(void *opaque, void *env)：用于客戶(hù)機(jī)執(zhí)行shutdown指令的響應(yīng)。int (*io_window)(void *opaque)：用于獲得客戶(hù)機(jī)io_windows。int (*try_push_interrupts)(void *opaque)：用于注入中斷的回調(diào)函數(shù)。void (*push_nmi)(void *opaque)：用于注入nmi中斷的函數(shù)。void (*post_kvm_run)(void *opaque, void*env);用戶(hù)得到kvm運(yùn)行狀態(tài)函數(shù)。int (*pre_kvm_run)

62、(void *opaque, void*env);用于獲得kvm之前運(yùn)行狀態(tài)的函數(shù)int (*tpr_access)(void *opaque, int vcpu,uint64_t rip, int is_write);獲得tpr訪問(wèn)處理函數(shù)int (*powerpc_dcr_read)(int vcpu, uint32_tdcrn, uint32_t *data);用于powerpc的dcr讀操作nt (*powerpc_dcr_write)(int vcpu, uint32_tdcrn, uint32_t data);用于powerpc的dcr寫(xiě)操作int (*s390_handle_in

63、tercept)(kvm_context_tcontext, int vcpu,struct kvm_run *run);用于s390的中斷處理。int (*s390_handle_reset)(kvm_context_tcontext, int vcpu,struct kvm_run *run);用于s390的重設(shè)處理。 當(dāng)客戶(hù)機(jī)執(zhí)行I/O事件或者停機(jī)操作等事件時(shí)，KVM會(huì)交給用戶(hù)態(tài)的QEMU模擬外部I/O事件，調(diào)用這個(gè)結(jié)構(gòu)體指向的相關(guān)的函數(shù)進(jìn)行處理。Struct kvm_run: 用于KVM運(yùn)行時(shí)一些的一些狀態(tài)信息。主要包含的數(shù)據(jù)域?yàn)椋篲u8 request_interrupt_

64、window;_u8 padding17;_u32 exit_reason;_u8 ready_for_interrupt_injection;_u8 if_flag;_u8 padding22;/* in (pre_kvm_run), out (post_kvm_run) */_u64 cr8;_u64 apic_base;union /* KVM_EXIT_UNKNOWN */struct _u64 hardware_exit_reason; 記錄退出原因 hw;/* KVM_EXIT_FAIL_ENTRY */  客戶(hù)機(jī)執(zhí)行過(guò)程中執(zhí)行VM_ENTRY失敗。struct 

65、0;      _u64hardware_entry_failure_reason; fail_entry;/* KVM_EXIT_EXCEPTION */  客戶(hù)機(jī)因?yàn)楫惓Ｍ顺鰏truct        _u32exception;       _u32error_code; ex;/* KVM_EXIT_IO */   客戶(hù)機(jī)因?yàn)镮O事件退出。struct kvm_io #define KVM

66、_EXIT_IO_IN  0#define KVM_EXIT_IO_OUT 1_u8 direction;_u8 size; /* bytes */_u16 port;_u32 count;_u64 data_offset; /* relative to kvm_runstart */ io;struct struct kvm_debug_exit_arch arch; debug;/* KVM_EXIT_MMIO */ 客戶(hù)機(jī)因?yàn)镸MIO退出struct _u64 phys_addr;_u8 data8;_u32 len;_u8 is_write; mmio;/

67、* KVM_EXIT_HYPERCALL */ 客戶(hù)機(jī)退出的超調(diào)用參數(shù)。struct _u64 nr;_u64 args6;_u64 ret;_u32 longmode;_u32 pad; hypercall;              /*KVM_EXIT_TPR_ACCESS */ 客戶(hù)機(jī)退出訪問(wèn)TPR參數(shù)struct        _u64rip;    

68、60;  _u32is_write;       _u32pad; tpr_access;/* KVM_EXIT_S390_SIEIC */  和S390相關(guān)數(shù)據(jù)struct _u8 icptcode;_u64 mask; /* psw upper half */_u64 addr; /* psw lower half */_u16 ipa;_u32 ipb; s390_sieic;/* KVM_EXIT_S390_RESET */#define KVM_S390_RESET_POR  

69、0;    1#define KVM_S390_RESET_CLEAR     2#define KVM_S390_RESET_SUBSYSTEM 4#define KVM_S390_RESET_CPU_INIT  8#define KVM_S390_RESET_IPL       16_u64 s390_reset_flags;/* KVM_EXIT_DCR */struct        _u32dcrn;       _u32data;       _u8  is_write; dcr;/* Fix the size of th