qemu到kvm的处理，再到vm的运行

1、QEMU创建虚拟机发起：kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, type);

KVM中kvm_dev_ioctl判断参数-》kvm_dev_ioctl_create_vm-》kvm_create_vm该函数中创建并初始化了对应qemu模拟的内存条模型kvm->memslots【kvm结构体】

 

2、QEMU创建vcpu发起：kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, (void *)kvm_arch_vcpu_id(cpu));

KVM中kvm_vm_ioctl判断参数-》kvm_vm_ioctl_create_vcpu-》

（1）kvm_arch_vcpu_create借助kvm_x86_ops->vcpu_create即vmx_create_vcpu完成任务：（1.1）kvm_vcpu_init初始化，主要是填充结构体【kvm_vcpu】，注意vcpu->run分派了一页内存，该函数继续kvm_arch_vcpu_init负责填充x86 CPU结构体【kvm_vcpu_arch】，该函数还kvm_mmu_create则是初始化MMU的函数，每个MMU都是vcpu独有。（1.2）分配一页给vmcs（执行vm entry的时候将vmm状态保存到vmcs的host area，并加载对应vm的vmcs guest area信息到CPU中，vm exit的时候则反之，vmcs具体结构分配由硬件实现，程序员只需要通过VMWRITE和VMREAD指令去访问）（1.3）vmx_vcpu_load加载VCPU的信息，切换到指定cpu，进入到vmx模式，将loaded_vmcs的vmcs和当前cpu的vmcs绑定到一起（1.4）vmx_vcpu_setup则是初始化vmcs内容，主要是赋值计算

（2）kvm_arch_vcpu_setup-》kvm_x86_ops->vcpu_load(vcpu, cpu)即vmx_vcpu_load，就是进入vcpu模式下准备工作。

（3）create_vcpu_fd为proc创建控制fd，让qemu使用

 

3、QEMU要运行vcpu发起：kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_RUN, 0);

KVM中kvm_vcpu_ioctl判断参数-》kvm_arch_vcpu_ioctl_run-》__vcpu_run-》

（1）在while循环里面调用vcpu_enter_guest进入guest模式，该函数（1.1）首先处理vcpu->requests，对应的request做处理，kvm_mmu_reload加载mmu，通过kvm_x86_ops->prepare_guest_switch(vcpu)准备陷入到guest，prepare_guest_switch实现是vmx_save_host_state，顾名思义，就是保存host的当前状态（1.2）然后加载guest的寄存器等信息，fpu，xcr0,将vcpu模式设置为guest状态，屏蔽中断响应，准备进入guest。但仍进行一次检查，vcpu->mode和vcpu->requests等，如果有问题，则恢复host状态。（1.3）kvm_guest_enter做了两件事：account_system_vtime计算虚拟机系统时间；rcu_virt_note_context_switch对rcu锁数据进行保护，完成上下文切换。（1.4）准备工作搞定，kvm_x86_ops->run(vcpu)，开始运行guest，由vmx_vcpu_run实现，该函数主要是内联汇编。（1.5）vmx_vcpu_run退出后返回到vcpu_enter_guest通过hw_breakpoint_restore恢复硬件断点（1.6）走到kvm_x86_ops->handle_exit(vcpu);即vmx_handle_exit处理虚拟机的退出：主要设置vcpu->run->exit_reason，让外部感知退出原因，并对应handle_exit函数集处理（有handle_task_switch进行任务切换，handle_io处理qemu的外部模拟IO等）。

（2）退回到__vcpu_run函数，在while (r > 0)中，循环受vcpu_enter_guest返回值控制，只有运行异常的时候才退出循环，否则通过kvm_resched一直运行下去。

（3）再退就到了kvm_arch_vcpu_ioctl_run函数，return到kvm_vcpu_ioctl，就ioctl返回到qemu的kvm_cpu_exec中，此时kvm run的执行也结束。

 

4、QEMU初始化虚拟机内存发起：kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);

KVM中kvm_vm_ioctl把参数copy_from_user复制后-》kvm_vm_ioctl_set_memory_region逐层调用到__kvm_set_memory_region在KVM中建立与QEMU相对应的内存槽结构-》

（1）id_to_memslot根据qemu的内存槽号得到kvm结构下的内存槽号 kvm_memory_slot，转换关系来自id_to_index数组（在kvm_create_vm虚拟机创建过程中，kvm_init_memslots_id初始化对应关系slots->id_to_index[i] = slots->memslots[i].id = i）。

（2）根据slot中的值和要设置的值，决定要操作的类别KVM_MR_CREATE/DELETE/MOVE/_FLAGS_ONLY。如果是CREATE则kvm_arch_create_memslot函数，里面主要是一个循环做了一个3级软件页表；无论删除还是移动, 先申请一个slots,把kvm->memslots暂存到这里，通过id_to_memslot获取kvm_memory_slot，并将应标记为KVM_MEMSLOT_INVALID,然后是install_new_memslots,其实就是更新了一下slots->generation的值（也就是把刚新申请的slots装载到kvm->memslots）（这里为何先不用原来slot而是申请新的slot “如果添加的section的属性变了，如从RAM变成了ROM，那么重新进行添加也是必要的”并不理解https://blog.csdn.net/leoufung/article/details/48781185 ）。