在AMD平台上实现KVM虚拟化技术 (16)

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重要的数据结构和接口

一个快速分析，理解 KVM 实现的方法是了解其代码中一些重要数据结构和接口函数 :

1.struct kvm 和 struct kvm_arch。 用来描述单个虚拟机全局的状态， 如代表虚拟机物理内存区域的 memslots， 代表当前需要仿真的 Coalesced MMIO 的coalesced_mmio_ring， 用来仿真平台设备 PIC， IOAPIC， PIT，KVMCLOCK 的数据结构， 用来组织 Shadow 页表的数据结构等等。

2.struct kvm_vcpu 和 struct kvm_vcpu_arch。 用来描述单个虚拟 CPU 的状态， 如需要仿真的虚拟 CPU 的特征位 ( 客操作系统 CPUID 看到的东西)， 当前尚未处理完的 PIO，等待注入的异常和中断事件，用来仿真 Local APIC 的数据结构，尚未同步到 VMCB 中的修改过的寄存器的缓存等等linux。

3.struct vmcb。 用来实现 AMD-V 的 VMCB 的数据结构。其中的字段的格式和长度当然需要严格遵守 VMCB 的规范。 两个子结构struct vmcb_control_area 和 struct vmcb_save_area 分别代表物理上的 VMCB.CONTROL 和 VMCB.SAVE。

4.Struct vcpu_svm。用来代表 AMD-V 实现下的 VCPU，除关联 struct kvm_vcpu 和 struct vmcb 外，还用来实现一些 AMD-V 特定的东西，如 ASID 和 Sysenter 的支持linux。

5.Struct kvm_memslots。 该结构挂在 struct kvm 下，用来描述虚拟机的全部物理内存区域， 每个区域对应一个 struct kvm_memory_slot 结构，其中包含该区域的 gpa 起点，大小及在 qemu-kvm 用户空间的 hva 起点。

6.Struct kvm_x86_ops。该接口定义了若干操作，规定 KVM 在x86 平台上的基本实现方式，svm.c 中提供了大部分操作的独立实现，其中多数函数以 “svm_xxx”方式命名，读者可直接查找 svm_x86_ops 变量了解每个操作在 svm.c 中对应的函数linux。

7.Struct kvm_io_dev_ops。该接口定义了三个操作 (read，write，destructor)，规定了在 KVM 内核中 PIO 或 MMIO 仿真的实现结构，目前平台设备 PIT， PIC， IOAPIC 的 PIO/MMIO 仿真处理都是按该接口的方式实现的。有趣的是，Ioeventfd 机制也使用了该接口， Ioeventfd 实现该接口的 write 操作，当 KVM 截取客操作系统向某特定的 PIO 或 MMIO 地址写入某特定的值时，Ioeventfd 实现的 ioeventfd_write() 操作就会执行， 唤醒等待在指定的文件描述符上的qemu-kvm 线程。RHEL6.2 上 qemu-kvm 实现的 virtIO 设备的后端，已经使用了 ioeventfd 的功能。

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