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KVM7.1 kvm
Kvm结构体代表一个具体的虚拟机,当通过KVM_CREATE_VM指令字创建一个虚拟机后,就会创建一个新的kvm结构体对象。Kvm结构体中包括了VCPU、内存、APIC、IRQ、MMU、Event事件等相关信息,该结构体主要在KVM虚拟机内部使用,用于跟踪虚拟机状态。
重要的结构体成员说明如下:
- struct kvm {
- …
- struct kvm_memslots *memslots; //KVM虚拟机分配的内存slot,用于GPAàHVA的转换,内存虚拟化使用
- …
- struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS]; //KVM虚拟机中包含的VCPU结构体数组,一个VCPU对应一个数组成员。
- …
- struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES]; //KVM虚拟机中包括的IO总线结构体数组,一条总线对应一个kvm_io_bus结构体,如ISA总线、PCI总线。
- …
- struct kvm_vm_stat stat; //KVM虚拟机中的运行时状态信息,比如页表、MMU等状态。
- struct kvm_arch arch; //KVM中跟arch相关的参数。
- …
- }
- 7.2 kvm_run
- kvm_run结构体记录了KVM的内部运行状态,如VM-Exit发生的原因等。重要字段说明如下:
kvm_run结构体记录了VM-Exit发生的原因等。重要字段说明如下:
- struct kvm_run {
- __u8 request_interrupt_window; //向VCPU注入一个中断,让VCPU做好相关准备工作
- …
- __u8 ready_for_interrupt_injection; //响应request_interrupt_window的中断请求,当设置时,说明VCPU可以接收中断。
- __u8 if_flag; //中断使能标识,如果使用了APIC,则无效
- struct {
- __u64 hardware_exit_reason; //当发生VM-Exit时,该字段保存了由于硬件原因导致VM-Exit的相关信息。
- } hw;
- struct {
- #define KVM_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_run start */
- } io; //当由于IO操作导致发生VM-Exit时,该结构体保存IO相关信息。
- …
- };
7.4 kvm_x86_ops
kvm_x86_ops结构体只包含了针对具体CPU架构进行虚拟化时的函数指针,在kvm-intel.ko和kvm-amd.ko模块中,提供了不同的接口和实现。在KVM初始化和正常运行过程中,将使用相关接口进行实际的硬件操作。主要包括如下几种类型的操作:
ü VMM状态初始化
ü VCPU管理
ü 中断管理
ü 寄存器管理
ü 时钟管理
Kvm_x86_ops结构体在intel架构中初始化为:
- static struct kvm_x86_ops vmx_x86_ops = {
- .cpu_has_kvm_support = cpu_has_kvm_support,
- .disabled_by_bios = vmx_disabled_by_bios,
- .hardware_setup = hardware_setup,
- .hardware_unsetup = hardware_unsetup,
- .check_processor_compatibility = vmx_check_processor_compat,
- .hardware_enable = hardware_enable,
- .hardware_disable = hardware_disable,
- .cpu_has_accelerated_tpr = report_flexpriority,
- .vcpu_create = vmx_create_vcpu,
- .vcpu_free = vmx_free_vcpu,
- .vcpu_reset = vmx_vcpu_reset,
- .prepare_guest_switch = vmx_save_host_state,
- .vcpu_load = vmx_vcpu_load,
- .vcpu_put = vmx_vcpu_put,
- .set_guest_debug = set_guest_debug,
- .get_msr = vmx_get_msr,
- .set_msr = vmx_set_msr,
- .get_segment_base = vmx_get_segment_base,
- .get_segment = vmx_get_segment,
- .set_segment = vmx_set_segment,
- .get_cpl = vmx_get_cpl,
- .get_cs_db_l_bits = vmx_get_cs_db_l_bits,
- .decache_cr0_guest_bits = vmx_decache_cr0_guest_bits,
- .decache_cr4_guest_bits = vmx_decache_cr4_guest_bits,
- .set_cr0 = vmx_set_cr0,
- .set_cr3 = vmx_set_cr3,
- .set_cr4 = vmx_set_cr4,
- .set_efer = vmx_set_efer,
- .get_idt = vmx_get_idt,
- .set_idt = vmx_set_idt,
- .get_gdt = vmx_get_gdt,
- .set_gdt = vmx_set_gdt,
- .cache_reg = vmx_cache_reg,
- .get_rflags = vmx_get_rflags,
- .set_rflags = vmx_set_rflags,
- .fpu_deactivate = vmx_fpu_deactivate,
- .tlb_flush = vmx_flush_tlb,
- .run = vmx_vcpu_run,
- .handle_exit = vmx_handle_exit,
- .skip_emulated_instruction = skip_emulated_instruction,
- .set_interrupt_shadow = vmx_set_interrupt_shadow,
- .get_interrupt_shadow = vmx_get_interrupt_shadow,
- .patch_hypercall = vmx_patch_hypercall,
- .set_irq = vmx_inject_irq,
- .set_nmi = vmx_inject_nmi,
- .queue_exception = vmx_queue_exception,
- .interrupt_allowed = vmx_interrupt_allowed,
- .nmi_allowed = vmx_nmi_allowed,
- .get_nmi_mask = vmx_get_nmi_mask,
- .set_nmi_mask = vmx_set_nmi_mask,
- .enable_nmi_window = enable_nmi_window,
- .enable_irq_window = enable_irq_window,
- .update_cr8_intercept = update_cr8_intercept,
- .set_tss_addr = vmx_set_tss_addr,
- .get_tdp_level = get_ept_level,
- .get_mt_mask = vmx_get_mt_mask,
- .exit_reasons_str = vmx_exit_reasons_str,
- .gb_page_enable = vmx_gb_page_enable,
- .set_tsc_khz = vmx_set_tsc_khz,
- .write_tsc_offset = vmx_write_tsc_offset,
- .adjust_tsc_offset = vmx_adjust_tsc_offset,
- .compute_tsc_offset = vmx_compute_tsc_offset,
- };
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