1.QEMU与KVM笔记01-系统虚拟化与QEMU/KVM介绍
2.[虚拟化]QEMU虚拟机学习笔记
3.VT技术存在问题
4.服务器虚拟KVM是什么？
5.QEMU虚拟机管理器：一种高效硬件模拟器

QEMU与KVM笔记01-系统虚拟化与QEMU/KVM介绍

       虚拟化是一种资源管理技术，它将硬件资源抽象和分割成多个虚拟实体，支持多个操作系统共享物理资源，实现资源最大化利用，提供了计算、存储、天津ddos源码网络等资源的按需分配。虚拟化的核心思想是通过分层将复杂、难以管理的资源虚拟化为简单、易用的资源，供上层使用。操作系统的基本原理包括虚拟化、并行化和持久化。虚拟机监控器（VMM），即Hypervisor，负责管理物理资源并向上层虚拟机提供逻辑资源。虚拟机（VM）可以运行不同操作系统的映像，认为自己独享硬件资源。常见的系统虚拟化解决方案有VMware Workstation、QEMU、VirtualBox和HyperV等。

       虚拟化带来的一大好处是提高资源利用率。以当前高配置的计算机为例，实际利用率通常较低，通过统一管理和虚拟化，可以支持更多用户合理利用资源。虚拟机作为物理机的映射，极大地揭示了物理计算机系统中复杂且难以理解的细节。

       虚拟化主要分为服务器虚拟化、桌面虚拟化和网络虚拟化等类型。QEMU-KVM是为云计算服务的系统虚拟化软件的典型代表，QEMU是一个著名的开源虚拟化仿真项目，由bellard.org提供。QEMU能完成用户程序和系统虚拟化的new macd公式源码模拟，支持X、ARM、MIPS、RISC-V等多种架构的CPU及单板仿真，提供汇编指令级别的快速仿真。与SystemC、Verilog等工具配合，QEMU能替代FPGA的部分功能。QEMU上的OS、APP与实际设备二进制完全一致，无需为QEMU单独构建镜像。它能仿真单板上的所有数字器件，但对模拟器件的仿真能力有限。QEMU支持快照功能，使系统启动速度显著加快。与hypervisor（如KVM、Xen、Hax或Hypervisor）结合使用，允许guest在host CPU上直接运行，支持测试框架如KLEE、S2E、Fuzz等。

       在Google发布的Android Studio中，QEMU作为官方仿真器，帮助应用程序开发人员在开发电脑上完成真机操作。配合KVM、HyperV等虚拟化加速技术，QEMU提供接近真机的性能体验。QEMU还支持单板上所有数字器件的仿真，与hypervisor一起使用时，可允许guest在host CPU上运行。它支持用于测试和调试的框架，如KLEE、斗鱼视频代源码S2E、Fuzz等。

       QEMU的案例包括在Google Android Studio中作为官方仿真器的应用，以及与KVM、HyperV等虚拟化加速技术结合，提供与真机无异的性能体验。通过与hypervisor配合，QEMU允许guest直接在host CPU上运行，支持用于测试和调试的框架，如KLEE、S2E、Fuzz等。

       QEMU的命令行选项参数说明、下载、官方文档等资料可参考相应文档和官方网站。虚拟化与云计算的区别、红帽收购Qumranet、QEMU与其他技术的结合案例、QEMU与主机共享文件夹、内核开发调试、源码阅读等参考资料提供了更深入的了解。

[虚拟化]QEMU虚拟机学习笔记

       QEMU官网： QEMU

       docs: Welcome to QEMU’s documentation!

       虚拟机：

       1)进程：时分CPU，空分内存。

       2)模拟器: 可以通过解释或者二进制翻译来实现。典型的模拟器有QEMU的用户态程序模拟，Bochs模拟器。

       3)高级语言虚拟机：虚拟ISA也叫字节码，高级语言->字节码->物理ISA,典型的有JVM虚拟机，python虚拟机。

       2：进程、模拟器、高级语言虚拟机提供的都是指令的执行环境，而系统虚拟化提供的源码手机打包安装是一个完整的系统环境。

       3：通过系统虚拟化技术，能够在单个的宿主机硬件平台上运行多个虚拟机，每个虚拟机都有着完整的虚拟机硬件，如虚拟的CPU，内存，虚拟的外设等，并且虚拟机之间能够实现完整的隔离。

       在系统虚拟化中，管理全局物理资源的软件叫做虚拟机监控器（VMM），VMM之于虚拟机就如同操作系统之于进程，VMM利用时分复用或者空分复用将硬件资源在各个虚拟机之间进行分配。

       4：VMware在年的成立标志置虚拟化的全面复兴，随后年剑桥大学开发了Xen。

       5：年，以色列的初创公司Qumranet利用Intel的硬件虚拟化技术在linux内核上开发了KVM。KVM架构精简，与Linux内核天然融合，得以很快进入内核。后来RedHat收购了Qumranet，全力投入到KVM的建设中。

       6：常见的虚拟化方案：

       VMware Workstation:VMware最早的产品，至今仍有大量用户在使用。

       VirtualBox:最早由一个德国公司开发，后来被甲骨文收购。

       HyperV:微软提出的虚拟化解决方案，用于构建自己的云计算平台。

       Xen:早期的开源虚拟化方案，出现在各种硬件虚拟化技术之前。

       7：QEMU最开始是由法国程序员Fabrice Bellard开发的一个模拟器。QEMU能够完成用户程序模拟和系统虚拟化模拟。

       1)用户程序模拟指的是QEMU能够将为一个平台编译的二进制文件运行在另一个不同的平台，如一个ARM指令集的二进制程序，通过QEMU的html页面跳转源码TCG(Tiny Code Generator)引擎的处理之后，ARM指令被转换成TCG中间代码，然后再转换成目的平台的代码。

       2)系统虚拟化模拟指的是QEMU能够模拟一个完整的系统虚拟机，该虚拟机有自己的虚拟CPU,芯片组，虚拟内存和各种虚拟外设，能够为虚拟机中运行的操作系统和应用系统呈现出与物理计算机完全一致的硬件视图。

       8: Intel和AMD再年左右开始在CPU层面提供对系统虚拟化的支持，叫做硬件虚拟化，Intel在x指令集的基础上增加了一套VMX扩展指令VG-x,为CPU增加了新的运行模式。

       9：最开始KVM只负责最核心的CPU虚拟化和内存虚拟化部分，使用QEMU作为其用户态组件，负责完成大量外设的模拟，当时的方案被称为QEMU-KVM。

       ：KVM的具体设计与实现可以参考Avi Kivity等人在发表的论文 KVM: The Linux Virtual Machine Monitor. kernel.org/doc/ols/...

       ：QEMU与KVM整体架构图

       ref：

       QEMU/KVM 源码解析与应用 - 李强

VT技术存在问题

       在基于英特尔® 架构（IA）的系统中，虚拟化目前主要依靠纯软件来实现，如Microsoft Virtual Server*、Virtual PC*、VMware ESX* 和 Workstation* 等，统称为虚拟机* (VMM*)。这些产品负责处理在英特尔架构系统中遇到的虚拟化问题，但它们的工作方式依赖于一些规则，即VMM需要在主机操作系统与硬件之间搭建桥梁。

       其中，有两种主要的虚拟化方法：

       1. 半虚拟化：这种技术要求对操作系统，尤其是内核，进行源代码级的修改，使其能在特定的VMM上运行。这种方法类似于大型机系统，操作系统和硬件之间有紧密的定制配合。然而，这限制了半虚拟化与商业操作系统的兼容性，通常不支持通用的商业化系统。

       2. 二进制译码：VMM会在操作系统二进制代码加载到虚拟机时进行修改。这种方法在支持英特尔架构的商业产品中广泛使用，但存在局限性，即只能安装特定版本的操作系统，并且新版本的系统可能需要VMM软件的升级和验证才能运行。

       共同的问题在于，软件无法直接与硬件无缝协作，因此需要设计复杂的方案，通过软件模拟硬件特性，同时使主机操作系统误认为虚拟机是另一个应用程序。此外，VMM技术还面临着其他技术挑战，如性能优化、安全性和兼容性等问题。

扩展资料

       英特尔的硬件辅助虚拟化技术(Vanderpool Technology，简称VT技术)是一种设计更简单、实施更高效和可靠的方法，是世界上首个X平台的硬件辅助虚拟化解决方案。它对如何在不同的情形下分配给Guest OS (虚拟机上的操作系统) 想要的Ring 特权级别做了很好的改进。

服务器虚拟KVM是什么？

       您好，很高兴为您解答。

       KVM是Kernel-based

       Virtual

       Machine的简称，是一个开源的系统虚拟化模块，自Linux

       2.6.之后集成在Linux的各个主要发行版本中。它使用Linux自身的调度器进行管理，所以相对于Xen，其核心源码很少。KVM目前已成为学术界的主流VMM之一。

       您也可以理解为在您的电脑上安装了一个虚拟机（一台电脑）。

       简单的说，虚拟化使得在一台物理的服务器上可以跑多台虚拟机，虚拟机共享物理机的

       CPU、内存、IO

       硬件资源，但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的。

       物理机我们一般称为宿主机（Host），宿主机上面的虚拟机称为客户机（Guest）。

QEMU虚拟机管理器：一种高效硬件模拟器

       QEMU（Quick EMUlator）是一种开源的虚拟机监视器和模拟器，支持多种硬件平台模拟，如x、ARM、PowerPC等，被广泛应用于虚拟化、嵌入式系统开发和仿真等领域。

       作为虚拟机监视器，QEMU能在物理主机上同时运行多个虚拟机，并提供管理控制能力。它支持多种操作系统，包括Linux、Windows等。作为模拟器，QEMU可以在一个主机上执行不同架构的二进制代码，实现跨平台软件开发与测试，便于开发人员在不同体系结构下调试程序。

       QEMU具备丰富的功能和扩展性，如硬件加速、网络配置、磁盘镜像和快照等，被广泛应用于云计算、容器技术、嵌入式系统仿真和移动设备开发等领域。

       QEMU是一款开源的模拟器及虚拟机监管器（VMM）。它主要提供两种功能：一是作为用户态模拟器，执行不同于主机架构的代码；二是作为虚拟机监管器，模拟全系统，利用其他VMM（如Xen、KVM等）实现硬件虚拟化支持，创建接近主机性能的虚拟机。

       用户可通过Linux发行版的软件包管理器安装QEMU，例如在Debian系列发行版上，可使用以下命令安装：

       除此之外，用户也可以选择从源码安装。

       获取QEMU源码，可以从QEMU下载官网上下载QEMU源码的tar包。以命令行下载2.0版本的QEMU为例：

       获取源码后，可根据需求配置和编译QEMU。configure脚本用于生成Makefile，其选项可用./configure --help查看。

       安装完成后，会生成以下应用程序：

       QEMU作为系统模拟器时，会模拟出一台能够独立运行操作系统的虚拟机。每个虚拟机对应主机中的一个QEMU进程，虚拟机的vCPU对应QEMU进程的一个线程。

       系统虚拟化主要虚拟出CPU、内存及I/O设备。虚拟出的CPU称为vCPU，QEMU为了提高效率，借用KVM、XEN等虚拟化技术，直接利用硬件对虚拟化的支持，在主机上安全地运行虚拟机代码（需要硬件支持）。

       虚拟机内存会被映射到QEMU的进程地址空间，在启动时分配。在虚拟机看来，QEMU所分配的主机上的虚拟地址空间为虚拟机的物理地址空间。

       QEMU在主机用户态模拟虚拟机的硬件设备，vCPU对硬件的操作结果会在用户态进行模拟，如虚拟机需要将数据写入硬盘，实际结果是将数据写入主机中的一个镜像文件中。

       使用qemu-img创建虚拟机镜像，虚拟机镜像用于模拟虚拟机的硬盘，在启动虚拟机之前需要创建镜像文件。

       使用qemu-system-x启动x架构的虚拟机。由于test-vm-1.qcow2中并未给虚拟机安装操作系统，所以会提示“无可启动设备”。

       启动VM安装操作系统镜像。指定虚拟机内存大小、使用KVM加速、添加fedora的安装镜像。安装完成后，重启虚拟机即可从硬盘启动。之后再次启动虚拟机，只需执行以下命令：

       qemu-img支持多种文件格式，可通过qemu-img -h查看。其中raw和qcow2是比较常用的两种格式，raw是qemu-img命令默认的格式，qcow2是qemu目前推荐的格式，功能最多。

       Qemu软件虚拟化实现的思路是采用二进制指令翻译技术，提取guest代码，然后将其翻译成TCG中间代码，最后再将中间代码翻译成host指定架构的代码。

       从宏观上看，源码结构主要包含以下几个部分：

       （1）开始执行：/vl.c中的main函数定义，它也是执行的起点，主要建立一个虚拟的硬件环境，通过参数解析初始化内存、设备、CPU参数等。

       （2）硬件模拟：所有硬件设备都在/hw/目录下面，每个设备都有独自的文件，包括总线、串口、网卡、鼠标等。它们通过设备模块串在一起，在vl.c中的machine_init中初始化。

       （3）目标机器：QEMU模拟的CPU架构有Alpha、ARM、Cris、i、MK、PPC、Sparc、Mips、MicroBlaze、SX和SH4。在QEMU中使用./configure可以配置运行的架构。

       （4）主机：使用TCG代码生成主机的代码，这部分代码在/tcg/目录中，对应不同的架构，分别在不同的子目录中。

       （5）文件总结：TCG动态翻译、TB链、TCG代码分析、IOCTL使用流程、内存管理等相关内容。