qemu-kvm如何在内部创建VM线程？

Question

现在我正在做一个关于qemu-kvm和linux任务调度器的项目，我知道每个VCPU都是由qemu为linux操作系统创建的一个普通任务。然后，我尝试执行qemu命令来查看任务是如何创建的。我使用strace来跟踪所有的系统调用。我没见过像"fork“或”pthreadcreate“这样的.But：

open("/dev/kvm", O_RDWR|O_LARGEFILE)    = 3
ioctl(3, KVM_GET_API_VERSION, 0)        = 12
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0x19)     = 0
ioctl(3, KVM_CREATE_VM, 0)              = 4
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0x4)      = 1
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0x4)      = 1
ioctl(4, KVM_SET_TSS_ADDR, 0xfffbd000)  = 0
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0x25)     = 0
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0xb)      = 1
ioctl(4, KVM_CREATE_PIT, 0xb)           = 0
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0xf)      = 2
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0x3)      = 1
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0)        = 1
ioctl(4, KVM_CREATE_IRQCHIP, 0)         = 0
ioctl(3, KVM_CHECK_EXTENSION, 0x1a)     = 0

所以看起来它打开了设备/dev/kvm并执行了一些ioctl syscall。我相信这是实际创建VM线程的地方。对吗？我是操作系统的新手，如果有人能给我一些clue:>，我将不胜感激

Answer 1

VCPU既不是操作系统线程，也不是进程。要了解VCPU是如何工作的，我们首先应该弄清楚来宾操作系统是如何在Intel VT-x架构上运行的。

Intel VT-x提出了两种模式：VMX root mode和VMX non-root mode，分别用于运行主机虚拟机模型和来宾虚拟机。Intel VT-x还包含一个新的结构：VMCS，它保存了主机和来宾所需的所有信息。VMCS为每位客人提供一份。

KVM是一个硬件辅助的虚拟机管理程序，它利用Intel VT-x。主机Linux KVM在VMX root mode中运行。当KVM决定切换CPU模式来运行客户机时，KVM会将所有当前上下文转储到VMCS，并执行"VMLAUNCH“指令。"VMLAUNCH“将CPU从VMX root mode转移到VMX non-root mode，并从VMCS加载来宾上下文，然后开始或继续执行来宾代码。

总之，来宾代码直接在VMX non-root mode中的CPU上运行。不需要VCPU的软件模拟层。这就是为什么KVM具有更好的性能，并且没有特定的来宾线程。

/dev/kvm是由kvm.ko创建的，它只是QEMU的一个KVM接口。您的strace输出显示了QEMU如何与KVM交互并控制底层客户机。在KVM中永远找不到fork或clone系统调用。

有关KVM的更多细节，特别是VCPU，您可以阅读arch/x86/kvm/vmx.c中的KVM代码，了解更多基于Intel VT-x的VCPU实现细节。

Answer 2

尽管VCPU是不同于线程或进程的操作系统对象，并且VCPU对象是使用QEMU创建的，但KVM_CREATE_VCPU确实为每个VCPU创建了一个线程。当QEMU从该线程执行KVM_RUN时，来宾操作系统运行(物理CPU进入VMX非根模式)。KVM_CREATE_VCPU返回一个新的文件描述符，这就是您将在KVM_RUN ioctl中看到的fd。

您的strace中可能缺少vCPU线程，因为您未使用-ff选项。-ff要求strace还跟踪除初始线程之外的其他线程。