KVMについて

KVM(Kernel-based Virtual Machine)はLinuxにおいて仮想技術を使うためのカーネルモジュール

KVM1を使ってハイパーバイザを作成する

ハイパーバイザとは 仮想マシン(VM)を作成/実行/制御するための機能を提供するソフトウェア,ファームウェアのこと Type1,Type2の2種類に分けられ、
- Type1:ハードウェア上で直接動作する(Xen,Hyper-V,BitVisorなど)
- Type2:他のOS上で動作する(VirtualBoxなど)

KVMのAPIについて

KVMは/dev/kvmに対してioctlでAPIを呼び出すことができる。 KVM_CREATE_VMでVMを作成し、vCPUを作成したりVMの設定後、 KVM_RUNでVMを実行する流れとなる。 KVM_RUNが実行されるとVMでプログラムが動作している間はKVM_RUNでブロックされる。 VMで処理できない命令(センシティブ命令(IO命令/マップドIO等))が来たタイミングでvmexitが発生し、処理がホストに戻る。まとめると以下

VMを作成する。(KVM_CREATE_VMでVMを作成する)
VMのvCPU,メモリ等の設定をする
メモリに動作させるバイナリを読み込ませる
KVM_RUNでVMを実行させる

KVM API名(代表例)	概要
KVM_GET_API_VERSION	KVMのAPIバージョンを取得する
KVM_CREATE_VM	VMを作成する
KVM_SET_USER_MEMORY_REGION	VMのメモリを設定する
KVM_CREATE_VCPU	`vCPU`を作成する
KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE	`KVM_RUN`で使用する`vCPU`毎のメモリサイズを取得する
KVM_GET_REGS/KVM_SET_REGS	VMの汎用レジスタの値を設定/取得する
KVM_GET_SREGS/KVM_SET_SREGS	VMのセグメントレジスタの値を設定/取得する
KVM_RUN	VMを実行する。vmexit(センシティブ命令)が起こるまでブロック

exit_reason	概要
KVM_EXIT_IO	ゲストがI/O命令を実行した
KVM_EXIT_MMIO	ゲストがメモリマップドI/O命令を実行した
KVM_EXIT_HLT	ゲストがHLT命令を実行した
KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR	VM実行中にエラーが発生した

int dev = open("/dev/kvm",O_RDWR);
if (dev < 0) 
{
  perror("open failed");
  return 1;
}

// KVM API versionの取得
long kvm_ver = ioctl(dev,KVM_GET_API_VERSION);
printf("KVM API VERSION: %ld\n",kvm_ver);