关于Linux虚拟化技术KVM的科普

ukula

　　虚拟化技术应用越来越广泛，虚拟化技术需求越来越强劲。KVM、XEN、Docker等比较热门，尤其是KVM技术越来越受欢迎。
　　基于此背景，了解一下KVM+QEMU就有点必要了。
　　从网上收集了一些资料进行科普，由于篇幅太长，分开如下：
　　《关于Linux虚拟化技术KVM的科普 科普一（先用起来！）》
　　《关于Linux虚拟化技术KVM的科普 科普二(KVM虚拟机代码揭秘)》
　　《关于Linux虚拟化技术KVM的科普 科普三(From OenHan)》
　　《关于Linux虚拟化技术KVM的科普 科普四(From humjb_1983)》
　　《关于Linux虚拟化技术KVM的科普 科普五(From 世民谈云计算)》
《KVM架构与原理详解》
　　《KVM架构与原理详解》是一篇简洁明了介绍KVM的文章，有框架图、工作原理描述等。
　　KVM架构，分两部分：位于内核的kvm模块，负责虚拟机创建，虚拟内存的分配，VCPU寄存器的读写以及VCPU的运行；用户空间的QEMU，用于模拟虚拟机的用户空间组建，提供I/O设备模型，访问外设的途径。

　　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。
　　因此在虚拟机运行时，有三种模式：
　　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模块运行在这个模式下。
　　kvm模型中，每一个Guest 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。
　　KVM工作原理：用户模式的QEMU通过ioctl进入内核模式，kvm模块为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却也之类的情况，会暂停Guest OS的执行，退出客户模式进行异常处理，执行客户代码。如果发生I/O事件或者信号队列有信号到达，就会进入用户模式处理。

　　对比Xen和KVM：Linux虚拟化技术选择，关于Xen和KVM的对比，可以看出未来的趋势还是KVM。