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一个qemu进程，而其他人说是一个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vm执行PIO / MMIO时，是qemu还是kvm会捕获它并将其转换为硬件操作。或两者都有责任？

Answer 1

KVM：Linux内核中的代码，它为用户空间提供友好的界面，以便使用CPU虚拟化。这包括用户空间可以调用“创建CPU”，“运行CPU”等的功能。对于完整的虚拟机，您需要有一些可以使用它的用户空间代码。这通常是QEMU，或更简单的“kvmtool”;一些大型云提供商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。还提供了启动，停止和迁移等操作的机制（UI和一些可编程接口）。 QEMU支持几种不同的“加速器”模式，用于处理CPU仿真：

• TCG：纯仿真 - 可以在任何地方工作，但速度很慢
• KVM：使用Linux内核的KVM API，允许使用主机CPU硬件虚拟化支持运行访客代码
• hax：类似于KVM，但使用可在Windows主机上运行的Intel HAXM代码

从实现的角度来看，KVM和QEMU之间的界限非常明确--KVM是主机内核的一部分，而QEMU是一个单独的用户空间程序。对于用户，您通常不必关心边界的位置，因为这是一个实现细节。

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
• 主机内核（KVM）可能会模拟此MMIO访问本身，因为出于性能原因，在内核中实现了一些设备。这通常只适用于中断控制器，也许只适用于iommu。
• 否则，KVM将MMIO访问报告回用户空间（即QEMU，kvmtool等）
• 用户空间然后可以使用其设备模拟代码来处理访问
• 用户空间然后将结果（例如，返回读取的数据）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
• 内核然后按照以下指令继续执行VM