KVM虚拟化原理-创建KVM

kvm这个结构体包含了vCPU，内存，APIC，IRQ，MMU，Event事件管理等信息。该结构体中的信息主要在kvm虚拟机内部使用，用于跟踪虚拟机的状态。
对于一个kvm，就对应一个线程。
Kvm完全利用了硬件虚拟化技术，通过cat /proc/cpuinfo 查看信息，如果是intel处理器，那么就加载kvm-intel.ko
用户态创建一个虚拟机就是通过ioctl向/dev/kvm字符设备进行设置和管理kvm的。

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1. struct kvm {
   
2.     spinlock_t mmu_lock;
   
3.     spinlock_t requests_lock;
   
4.     struct rw_semaphore slots_lock;
   
5.     struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
   
6.     int nmemslots;
   
7.     struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEMORY_SLOTS +
   
8.                     KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS];
   
9. #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
   
10.     u32 bsp_vcpu_id;
    
11.     struct kvm_vcpu *bsp_vcpu;
    
12. #endif
    
13.     struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
    
14.     atomic_t online_vcpus;
    
15.     struct list_head vm_list;
    
16.     struct mutex lock;
    
17.     struct kvm_io_bus mmio_bus;
    
18.     struct kvm_io_bus pio_bus;
    
19. #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
    
20.     struct {
    
21.         spinlock_t lock;
    
22.         struct list_head items;
    
23.     } irqfds;
    
24.     struct list_head ioeventfds;
    
25. #endif
    
26.     struct kvm_vm_stat stat;
    
27.     struct kvm_arch arch;
    
28.     atomic_t users_count;
    
29. #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
    
30.     struct kvm_coalesced_mmio_dev *coalesced_mmio_dev;
    
31.     struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
    
32. #endif
    
33. 
    
34.     struct mutex irq_lock;
    
35. #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
    
36.     struct list_head irq_routing; /* of kvm_kernel_irq_routing_entry */
    
37.     struct hlist_head mask_notifier_list;
    
38. #endif
    
39. 
    
40. #ifdef KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
    
41.     struct mmu_notifier mmu_notifier;
    
42.     unsigned long mmu_notifier_seq;
    
43.     long mmu_notifier_count;
    
44. #endif
    
45. };

struct kvm_vm_stat stat;就是KVM虚拟机中的页表、MMU等运行时状态信息。
kvm_x86_ops 结构体中的所有成员都是函数指针，在kvm-intel.ko 和 kvm-amd.ko这两个不同的模块中，针对各自体系做不同的函数。KVM子系统代码将通过该结构体函数进行实际的硬件操作。

针对kvm的fd，通过KVM_CREATE_VCPU指令字可以创建KVM的vCPU，并且获得该vcpu_fd,vcpu_fd的操作主要包含在kvm_vcpu_fops中，kvm_vcpu_fops的实现方法如下：

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1. static struct file_operations kvm_vcpu_fops = {
   
2.     .release = kvm_vcpu_release,
   
3.     .unlocked_ioctl = kvm_vcpu_ioctl,
   
4.     .compat_ioctl = kvm_vcpu_ioctl,
   
5.     .mmap = kvm_vcpu_mmap,
   
6. };

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