QEMU和KVM在虚拟机I / O中扮演什么角色？

Question

我发现QEMU和KVM之间的界限非常模糊。 我发现有人说虚拟机是qemu进程，而其他人说kvm进程。 究竟是什么？ QEMU和KVM在虚拟机I / O中扮演什么角色？ 例如，当虚拟机执行PIO / MMIO时，是qemu还是kvm会捕获它并将其转换为硬件操作。 还是两者都有责任？

Answer 1

KVM：Linux内核中的代码，为使用CPU虚拟化的用户空间提供了友好的界面。 这包括用户空间可以调用的“创建CPU”，“运行CPU”等功能。对于完整的虚拟机，您需要具有一些可以使用此功能的用户空间代码。 通常是QEMU，或更简单的“ kvmtool”。 某些大型云提供商则拥有自己的自定义用户空间代码。

QEMU：模拟虚拟硬件，包括磁盘，内存，CPU，串行端口，图形和其他设备。 还提供了用于执行诸如启动，停止和迁移之类的机制（UI和一些可编程接口）的机制。 QEMU支持几种不同的“加速器”模式来处理CPU仿真：

• TCG：纯仿真-可以在任何地方使用，但速度很慢
• KVM：使用Linux内核的KVM API允许使用主机CPU硬件虚拟化支持来运行来宾代码
• hax：与KVM类似，但使用Intel HAXM代码，该代码将在Windows主机上运行

从实现的角度来看，KVM和QEMU之间的界限非常清楚-KVM是宿主内核的一部分，而QEMU是单独的用户空间程序。 对于用户而言，通常不必关心边界在哪里，因为这是实现细节。

要回答有关MMIO会发生什么的问题：

• 来宾进行MMIO访问
• 这是由硬件捕获到主机内核的
• 然后，主机内核（KVM）可能会自己模拟此MMIO访问，因为出于性能原因，内核中实现了一些设备。 这通常仅适用于中断控制器，也可能适用于iommu。
• 否则，KVM将MMIO访问报告回给用户空间（即，向QEMU，kvmtool等）
• 然后，用户空间可以使用其设备仿真代码来处理访问
• 然后，用户空间将结果（例如要读取的数据返回）返回到内核
• 内核根据需要更新vcpu的寄存器状态以完成指令的仿真
• 然后内核按照以下指令恢复执行VM