kvm performance tuning for qemu-kvm daemon's high cpu usage

本文介绍了一种减少KVM虚拟机中qemu-kvm进程CPU使用率的方法。通过删除不必要的USB控制器并添加CPU模块,使得在没有运行用户进程的情况下,qemu-kvm的CPU使用率从9%降低到了0.x%。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

昨天写了两篇关于kvm虚拟机安装的文章
http://blog.163.com/digoal@126/blog/static/16387704020153142253971/
在装好后, 发现一个问题, 即使我的虚拟机上没跑任何用户进程, 在宿主机上对应的qemu-kvm进程的CPU利用率也有9.0左右.
删掉一些不必要的控制器(如USB), 然后添加CPU模块, 使用本地CPU的flag.
virsh # shutdown centos6_6_x64
virsh # edit centos6_6_x64
..................

原来的配置文件大概是这样的, 
<domain type='kvm' id='2'>
  <name>centos6_6_x64</name>
  <uuid>4c613d4e-716b-f2cb-4df3-09bc7779f7df</uuid>
  <memory unit='KiB'>4194304</memory>
  <currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory>
  <vcpu placement='static'>4</vcpu>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='rhel6.6.0'>hvm</type>
    <boot dev='hd'/>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <apic/>
    <pae/>
  </features>
  <clock offset='utc'/>
  <on_poweroff>destroy</on_poweroff>
  <on_reboot>restart</on_reboot>
  <on_crash>restart</on_crash>
  <devices>
    <emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='raw' cache='writethrough'/>
      <source file='/data02/kvmdisk/disk01.img'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <alias name='virtio-disk0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x0'/>
    </disk>
    <disk type='block' device='cdrom'>
      <driver name='qemu' type='raw'/>
      <target dev='hdc' bus='ide'/>
      <readonly/>
      <alias name='ide0-1-0'/>
      <address type='drive' controller='0' bus='1' target='0' unit='0'/>
    </disk>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-ehci1'>
      <alias name='usb0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x7'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci1'>
      <alias name='usb0'/>
      <master startport='0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x0' multifunction='on'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci2'>
      <alias name='usb0'/>
      <master startport='2'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x1'/>
    </controller>
    <controller type='usb' index='0' model='ich9-uhci3'>
      <alias name='usb0'/>
      <master startport='4'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x2'/>
    </controller>
    <controller type='ide' index='0'>
      <alias name='ide0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x1'/>
    </controller>
    <interface type='bridge'>
      <mac address='52:54:00:76:ac:2b'/>
      <source bridge='virbr0'/>
      <target dev='vnet0'/>
      <model type='virtio'/>
      <alias name='net0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
    </interface>
    <serial type='pty'>
      <source path='/dev/pts/2'/>
      <target port='0'/>
      <alias name='serial0'/>
    </serial>
    <console type='pty' tty='/dev/pts/2'>
      <source path='/dev/pts/2'/>
      <target type='serial' port='0'/>
      <alias name='serial0'/>
    </console>
    <input type='tablet' bus='usb'>
      <alias name='input0'/>
    </input>
    <memballoon model='virtio'>
      <alias name='balloon0'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x06' function='0x0'/>
    </memballoon>
  </devices>
</domain>


修改后的XML如下 : 
virsh # dumpxml centos6_6_x64
<domain type='kvm'>
  <name>centos6_6_x64</name>
  <uuid>4c613d4e-716b-f2cb-4df3-09bc7779f7df</uuid>
  <memory unit='KiB'>4194304</memory>
  <currentMemory unit='KiB'>4194304</currentMemory>
  <vcpu placement='static'>4</vcpu>
  <os>
    <type arch='x86_64' machine='rhel6.6.0'>hvm</type>
    <boot dev='hd'/>
  </os>
  <features>
    <acpi/>
    <apic/>
  </features>
  <cpu mode='host-model'>
    <model fallback='allow'/>
  </cpu>
  <clock offset='utc'/>
  <on_poweroff>destroy</on_poweroff>
  <on_reboot>restart</on_reboot>
  <on_crash>restart</on_crash>
  <devices>
    <emulator>/usr/libexec/qemu-kvm</emulator>
    <disk type='file' device='disk'>
      <driver name='qemu' type='raw' cache='writethrough'/>
      <source file='/data03/kvmdisk/disk01.img'/>
      <target dev='vda' bus='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x05' function='0x0'/>
    </disk>
    <controller type='usb' index='0'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x01' function='0x2'/>
    </controller>
    <interface type='bridge'>
      <mac address='52:54:00:76:ac:2b'/>
      <source bridge='virbr0'/>
      <model type='virtio'/>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x03' function='0x0'/>
    </interface>
    <serial type='pty'>
      <target port='0'/>
    </serial>
    <console type='pty'>
      <target type='serial' port='0'/>
    </console>
    <memballoon model='virtio'>
      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x04' function='0x0'/>
    </memballoon>
  </devices>
</domain>

开机
virsh # start centos6_6_x64
Domain centos6_6_x64 started

virsh # console centos6_6_x64
Connected to domain centos6_6_x64
Escape character is ^]

查看当前的cpu flag, 判断为 Nehalem :
[root@db-172-16-3-150 ~]# ps -ewf|grep kvm
root       966     2  0 Apr01 ?        00:00:00 [kvm-irqfd-clean]
qemu     20418     1 31 10:18 ?        00:00:16 /usr/libexec/qemu-kvm -name centos6_6_x64 -S -M rhel6.6.0 -cpu Nehalem,+rdtscp,+dca,+pdcm,+xtpr,+tm2,+est,+vmx,+ds_cpl,+monitor,+dtes64,+pbe,+tm,+ht,+ss,+acpi,+ds,+vme -enable-kvm -m 4096 -realtime mlock=off -smp 4,sockets=4,cores=1,threads=1 -uuid 4c613d4e-716b-f2cb-4df3-09bc7779f7df -nographic -nodefconfig -nodefaults -chardev socket,id=charmonitor,path=/var/lib/libvirt/qemu/centos6_6_x64.monitor,server,nowait -mon chardev=charmonitor,id=monitor,mode=control -rtc base=utc -no-shutdown -device piix3-usb-uhci,id=usb,bus=pci.0,addr=0x1.0x2 -drive file=/data03/kvmdisk/disk01.img,if=none,id=drive-virtio-disk0,format=raw,cache=writethrough -device virtio-blk-pci,scsi=off,bus=pci.0,addr=0x5,drive=drive-virtio-disk0,id=virtio-disk0,bootindex=1 -netdev tap,fd=25,id=hostnet0,vhost=on,vhostfd=26 -device virtio-net-pci,netdev=hostnet0,id=net0,mac=52:54:00:76:ac:2b,bus=pci.0,addr=0x3 -chardev pty,id=charserial0 -device isa-serial,chardev=charserial0,id=serial0 -device virtio-balloon-pci,id=balloon0,bus=pci.0,addr=0x4 -msg timestamp=on

现在qemu-kvm CPU使用率降低到0.x%

XML配置文件样本,
[root@db-172-16-3-150 ~]# cd /usr/share/libvirt/
[root@db-172-16-3-150 libvirt]# ll -R
.:
total 28K
-rw-r--r--. 1 root root  19K Jan 29 20:49 cpu_map.xml
drwxr-xr-x. 2 root root 4.0K Apr  1 13:33 networks
drwxr-xr-x. 2 root root 4.0K Feb 11 10:42 schemas

./networks:
total 4.0K
-rw-r--r--. 1 root root 230 Jan 29 20:49 default.xml

./schemas:
total 236K
-rw-r--r--. 1 root root 7.4K Jan 29 20:49 basictypes.rng
-rw-r--r--. 1 root root 8.7K Jan 29 20:49 capability.rng
-rw-r--r--. 1 root root 101K Jan 29 20:49 domaincommon.rng
-rw-r--r--. 1 root root  285 Jan 29 20:49 domain.rng
-rw-r--r--. 1 root root 3.9K Jan 29 20:49 domainsnapshot.rng
-rw-r--r--. 1 root root  12K Jan 29 20:49 interface.rng
-rw-r--r--. 1 root root 5.8K Jan 29 20:49 networkcommon.rng
-rw-r--r--. 1 root root  11K Jan 29 20:49 network.rng
-rw-r--r--. 1 root root 8.8K Jan 29 20:49 nodedev.rng
-rw-r--r--. 1 root root  30K Jan 29 20:49 nwfilter.rng
-rw-r--r--. 1 root root 1.6K Jan 29 20:49 secret.rng
-rw-r--r--. 1 root root  788 Jan 29 20:49 storageencryption.rng
-rw-r--r--. 1 root root  12K Jan 29 20:49 storagepool.rng
-rw-r--r--. 1 root root 4.9K Jan 29 20:49 storagevol.rng


还记得cluster.rng吗?
[root@db-172-16-3-150 libvirt]# cd /usr/share/cluster/
[root@db-172-16-3-150 cluster]# ll
total 20K
-rwxr-xr-x. 1 root root 2.4K Oct 15 19:45 checkquorum
-rw-r--r--. 1 root root 2.4K Oct 15 19:45 checkquorum.wdmd
lrwxrwxrwx. 1 root root   28 Feb 11 10:42 cluster.rng -> /var/lib/cluster/cluster.rng


[参考]
其他优化手段参考如下 : 
4. /usr/share/libvirt
<think>好的,我现在需要处理用户关于PTI(Pivotal Tuning for Latent-based Editing of Real Images)的查询。用户希望了解其相关信息或实现方法,特别是在图像处理和计算机视觉领域的应用。首先,我应该回忆PTI的基本概念和核心原理。 PTI主要用于真实图像的潜在空间编辑,基于StyleGAN等生成模型。记得PTI的核心步骤包括两个阶段:首先找到图像的潜在编码(pivot),然后对生成器进行微调以保持编辑时的真实性。需要确认这些步骤是否正确,可能需要查阅相关论文或资料验证。 接下来,用户可能需要具体的实现方法,比如如何找到pivot,如何进行微调。需要详细说明这些步骤,可能涉及优化潜在编码和使用生成器的参数调整。例如,pivot的获取通常通过反转真实图像到潜在空间,使用如e4e或StyleGAN的编码器。微调生成器时,可能冻结某些层,只调整特定参数,以防止过拟合并保持其他属性的稳定。 还要注意用户提到的LaTeX格式要求,所有数学表达式需要用$...$包裹。例如,在解释优化目标时,可能会有类似$L = L_{edit} + \lambda L_{recon}$的损失函数,需要正确应用格式。 此外,生成相关问题是必须的。需要思考PTI的可能相关问题,比如与GAN inversion的区别、优化方法、应用场景等。这些问题应该围绕PTI的关键点展开,帮助用户深入理解。 最后,确保回答结构清晰,分步骤解释PTI的原理和实现,并附上示例代码(如适用)。代码部分需要用Python示例,但需要确认是否有现成的PTI实现代码片段,或者是否需要简化示例。例如,可以展示微调生成器的训练循环框架,但可能无法详细写出完整代码,需注明伪代码或简化示例。 需要检查引用部分,用户提到在引用的段落末尾添加引用标识,但目前没有提供具体的引用来源,可能需要假设引用文献,如[^1][^2]等,或者指出常见来源如原始论文。 总结,回答应包含:PTI概述、原理分步解释、实现方法(包括潜在空间优化和生成器微调)、应用场景,以及相关问题。确保符合格式要求,正确使用LaTeX,结构清晰,语言准确。</think>### Pivotal Tuning for Latent-based Editing of Real Images (PTI) PTI 是一种基于生成对抗网络(如 StyleGAN)的图像编辑技术,旨在通过优化潜在空间和生成器参数,实现真实图像的高保真编辑[^1]。其核心思想是通过“关键点”(pivot)在潜在空间中定位图像,并微调生成器以保留编辑后的图像真实性。 #### 1. **核心原理** - **关键点定位(Pivot Discovery)**:将真实图像反演(inversion)到 StyleGAN 的潜在空间 $W$ 或 $W^+$,得到初始潜在编码 $w$。通过优化目标函数(如感知损失或像素级重建损失)调整 $w$,使其尽可能重建原始图像[^2]。 - **生成器微调(Generator Tuning)**:固定关键点 $w$,对生成器 $G$ 的部分参数进行微调,使得在编辑操作(如属性修改)后,生成图像仍保持真实性和细节。 数学上,生成器微调的目标是最小化损失函数: $$L = \|G(w) - I_{real}\|_2^2 + \lambda \cdot L_{edit}(G(w), I_{edit})$$ 其中 $I_{real}$ 是原始图像,$I_{edit}$ 是编辑后的目标,$\lambda$ 为权衡参数。 #### 2. **实现步骤** 1. **图像反演**: - 使用预训练编码器(如 e4e 或 StyleGAN 的官方反演工具)将图像映射到潜在空间。 - 优化潜在编码 $w$,例如通过梯度下降最小化重建损失: $$\min_w \|G(w) - I_{real}\|_2^2$$ 2. **生成器微调**: - 冻结生成器的浅层参数(如前几层),仅微调深层参数,避免破坏已有特征。 - 训练时固定 $w$,优化生成器参数 $\theta_G$: $$\min_{\theta_G} \|G(w; \theta_G) - I_{real}\|_2^2 + \lambda \cdot L_{edit}$$ #### 3. **应用场景** - **属性编辑**:修改图像属性(如年龄、表情)时保持背景和身份一致性。 - **图像修复**:修复遮挡或损坏区域,同时保留原始内容细节。 - **艺术创作**:通过潜在空间插值生成平滑过渡的动画效果。 #### 4. **代码示例(简化版)** ```python import torch from stylegan_model import Generator # 初始化生成器和反演工具 generator = Generator().eval() inverter = Inverter() # 反演图像到潜在空间 image_real = load_image("example.jpg") w_pivot = inverter.invert(image_real) # 微调生成器(仅训练深层参数) for param in generator.parameters(): param.requires_grad = False # 冻结浅层参数 optimizer = torch.optim.Adam(generator.deep_layers.parameters(), lr=1e-4) for epoch in range(100): generated = generator(w_pivot) loss = torch.nn.functional.mse_loss(generated, image_real) loss.backward() optimizer.step() ```
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