KVM源代码分析1:基本工作原理

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下了很大决心挖这个坑，虽然之前对kvm有些了解，但纸上得来终觉浅，只有深入到代码层面，才能摈弃皮毛，看到血肉，看到真相。作为挖坑的奠基石，准备写上几篇：kvm基本工作原理、CPU调度原理、KVM内存管理、KVM存储管理、KVM设备管理。挖好之后进入正题。

1.KVM模型结构
所有的虚拟化方案都是两个模块：guest和host。在完全虚拟化方案里面，guest则完全有guest OS保证其功能，保证运行场景的程序正常执行。KVM修改则是在host上，有KVM Driver（内核态）和Qemu（用户态），KVM Driver负责模拟虚拟机的CPU运行，内存管理，设备管理等；Qemu则模拟虚拟机的IO设备接口以及用户态控制接口。

如上图所示，客户模式即是guest，它自身有自己的用户模式和内核模式；guest是在host中是作为一个用户态进程存在的，这个进程就是qemu，qemu本身就是一个虚拟化程序，只是纯软件虚拟化效率很低，它被KVM进行改造后，作为KVM的前端存在，用来进行创建进程或者IO交互等；而KVM Driver则是Linux内核模式，它提供KVM fd给qemu调用，用来进行cpu虚拟化，内存虚拟化等。Qemu通KVM提供的LibKvm应用程序接口，通过ioctl系统调用创建和运行虚拟机。KVM Driver使得整个Linux成为一个虚拟机监控器，负责接收qemu模拟效率很低的命令。
2.KVM工作原理

上图是一个执行过程图，首先启动一个虚拟化管理软件qemu，开始启动一个虚拟机，通过ioctl等系统调用向内核中申请指定的资源，搭建好虚拟环境，启动虚拟机内的系统，虚拟机内的系统向内核反馈相关资源申请处理，如果是io请求，则提交给用户模式下的qemu处理，非io请求则将处理结果反馈给客户模式。
总体描述到此，后面代码里面见真相。