kvm 创建虚拟机核心分析

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于 2025-03-13 16:33:23 发布 · 699 阅读

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#linux #网络 #算法

功能概述

kvm_vm_ioctl_create_vcpu是KVM模块中用于创建虚拟CPU（vCPU）的核心函数，主要功能包括：

参数校验与并发控制
vCPU架构相关初始化
调试信息注册
用户态接口（文件描述符）创建
资源管理与错误回滚

1.0kvm_vm_ioctl_create_vcpu 代码逐层解析

1.1. 参数校验与资源限制检查

if (id >= KVM_MAX_VCPU_ID)
    return -EINVAL;

mutex_lock(&kvm->lock);
if (kvm->created_vcpus == KVM_MAX_VCPUS) {
   
   
    mutex_unlock(&kvm->lock);
    return -EINVAL;
}
kvm->created_vcpus++;
mutex_unlock(&kvm->lock);

校验逻辑:
- 检查id是否超出KVM_MAX_VCPU_ID（避免非法ID）。
- 通过互斥锁kvm->lock保护临界区，确保并发安全。
- 检查当前已创建的vCPU数量是否达到上限KVM_MAX_VCPUS，若超出则返回-EINVAL。
资源管理:
- 若校验通过，递增kvm->created_vcpus计数器，标记一个新的vCPU被创建。

1.2. 架构相关vCPU初始化

vcpu = kvm_arch_vcpu_create(kvm, id);
if (IS_ERR(vcpu)) {
   
   
    r = PTR_ERR(vcpu);
    goto vcpu_decrement;
}

关键函数: kvm_arch_vcpu_create
- 由具体硬件架构（如x86、ARM）实现，负责分配并初始化struct kvm_vcpu结构体。
- 若初始化失败（如内存不足），返回错误码，跳转到vcpu_decrement回滚已递增的计数器。

1.3. 抢占通知器与调试信息

preempt_notifier_init(&vcpu->preempt_notifier, &kvm_preempt_ops);
r = kvm_arch_vcpu_setup(vcpu);
if (r)
    goto vcpu_destroy;
kvm_create_vcpu_debugfs(vcpu);

抢占通知器:
- 初始化preempt_notifier，用于在宿主CPU发生抢占时通知KVM模块，确保vCPU状态正确保存/恢复。
架构相关配置:
- 调用kvm_arch_vcpu_setup完成vCPU的进一步设置（如寄存器初始化、中断控制器绑定）。
调试支持:
- 在debugfs中创建vCPU的调试信息节点，供开发者查看内部状态。