51 | 计算虚拟化之CPU（下）：如何复用集团的人力资源？
刘超
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
上一节 qemu 初始化的 main 函数，我们解析了一个开头，得到了表示体系结构的 MachineClass 以及 MachineState。
4. 初始化块设备
我们接着回到 main 函数，接下来初始化的是块设备，调用的是 configure_blockdev。这里我们需要重点关注上面参数中的硬盘，不过我们放在存储虚拟化那一节再解析。
5. 初始化计算虚拟化的加速模式
接下来初始化的是计算虚拟化的加速模式，也即要不要使用 KVM。根据参数中的配置是启用 KVM。这里调用的是 configure_accelerator。
在 configure_accelerator 中，我们看命令行参数里面的 accel，发现是 kvm，则调用 accel_find 根据名字，得到相应的纸面上的 class，并初始化为 Class 类。
MachineClass 是计算机体系结构的 Class 类，同理，AccelClass 就是加速器的 Class 类，然后调用 accel_init_machine，通过 object_new，将 AccelClass 这个 Class 类实例化为 AccelState，类似对于体系结构的实例是 MachineState。
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本文深入解析了CPU虚拟化的技术细节，从qemu初始化的main函数开始，详细解析了块设备和计算虚拟化的加速模式。重点介绍了KVM的初始化过程，包括用户态到内核态的KVM操作，以及创建虚拟机的过程。文章还介绍了网络设备的初始化过程。通过代码解析的方式，深入浅出地介绍了CPU虚拟化的多层继承关系、实例初始化过程，以及KVM内核模块的文件操作和vcpu创建过程。此外，还详细解释了EPT、VMCS的作用，以及VM-Entry和VM-Exit的重要性。总体而言，本文对于想要深入了解CPU虚拟化技术细节的读者具有很高的参考价值。文章内容涉及了CPU虚拟化的复杂过程，从定义CPU类型到虚拟CPU的创建和运行过程，以及内核中KVM的相关操作。此外，还涉及了文件系统在KVM操作中的重要性。文章通过深入的技术分析，为读者提供了全面的CPU虚拟化技术细节，适合对此感兴趣的读者深入学习。
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whiledoing老师，想问一下：在虚拟机中创建的线程，是如何进行调度的？又是如何映射到vCPU执行的呢？作者回复: 虚拟机里面的线程分配到vcpu的过程和物理机线程的过程是一样的。虚拟机里面的线程是意识不到这是vcpu的。只不过vcpu还有被分配物理cpu才能使用，这是qemu-kvm做的事情
2019-08-234
安排老师，那在虚拟机里面创建的多个核其实是假的是码？即使创建4个核的虚拟机，那么对应到kvm里面其实也是一个线程，也就是从虚拟机os这个层面它是无法真正利用多核的。其实它虚拟机os利用多核也没有意义。只要保证宿主os能正常利用多核就足够了，不知道这样理解是否正确？作者回复: 不是，虚拟机的多个核是多个线程。但是线程在物理机上能不能分到物理核，是物理机的操作系统定的。
2019-07-284
小龙的城堡深入内核以后，发现一切都是那么简洁，美妙？作者回复: 绝对美妙
2019-07-244
一笔一画.unlocked_ioctl = kvm_dev_ioctl, .compat_ioctl = kvm_dev_ioctl, 请问下这两个ioctl有什么区别？在什么时候会调到作者回复: 主流是unlocked_ioctl，为了兼容过去才有的compat_ioctl
2019-07-271
whyCPU 虚拟化 初始化表示体系结构的 MachineClass 之后, qemu main 函数将继续初始化块设备, 初始化 KVM, 初始化网络设备以及 CPU 和 内存的虚拟化. 初始化 KVM 以类似的方式创建 AccelClass 和 AccelState. 接着调用 AccelState 中的 kvm_init 继续初始化. 打开 /dev/kvm 字符设备文件以调用 KVM 的接口. 通过 ioctl 系统调用进入内核态. 在内核态中, 调用 kvm_dev_ioctl_create_vm 创建虚拟机. 先创建 struct kvm 表示虚拟机, 其中存储 vcpu, mm_struct 等信息. 再创建 fd, file_operations 设为 kvm_vm_fops 完成 kvm 内核数据结构的创建 CPU 虚拟化 调用 MachineClass 的 init 函数. 里面调用 pc_cpus_init 和 pc_memory_init 分别进行 vcpu 和内存的虚拟化. 从 qemu 参数解析得到 CPU 类型, 得到对应虚拟化 CPU 的定义. 调用定义中的初始化函数, 会设置 realize 函数 x86_cpu_realizefn, 在 x86_cpu_realizefn 会为一个 vcpu 创建一个线程. 该线程执行 qemu_kvm_cpu_thread_fn 函数. qemu_kvm_cpu_thread_fn 先初始化 vcpu, 创建一个 struct file, file_operation 指向 kvm_vcpu_fops. 然后在 vmx_create_cpu 创建标识 vcpu 的结构 vcpu_vmx. vcpu_vmx 包含 guest_msrs, loaded_vmcs 等. vmcs 存储 vcpu 状态, 物理 cpu 状态等信息. 对 vmcs 有两个操作 VM_Entry 进入 guest 状态, vm_exit 进入宿主机状态. qemu_kvm_cpu_thread_fn 接着执行无限循环调用 kvm_cpu_exec. 在 kvm_cpu_exec 进入 vm_entry, 执行 kvm_vcpu_ioctl(KVM_RUN) , 进行无限循环进入 guest 运行或处理信号. 进入 guest 执行的步骤为 save host reg -> load guest reg -> 进入/恢复 guest 模式运行, 退出时 save guest reg -> load host reg.2020-02-267
陈 皮。老师，请问是不是虚拟机的CPU本质就是一个线程，物理机的CPU调度到这个线程就等于调度到对应的VCPU？2019-09-251- Geek_ae11ce切换到kvm_init_vcpu那段，最好能再贴函数一下代码。上下翻来翻去特别费劲且不易于理解。2023-07-26归属地：北京
- 阳光梦超哥，请问openvswitch结合dpdk跑在宿主机上时，qemu~kvm的虚拟机使用virtio虚拟网卡支持对称rss？想跑fstack程序。2020-10-25
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