Linux课程报告总结

虚拟化是一种资源管理技术，在非虚拟化系统中，单个操作系统管理和使用所有的硬件资源，而在虚拟化系统中，硬件资源可以被抽象和分割成多个虚拟的实体用于支持多个操作系统，多个操作系统可以共享所有的实体硬件资源，从而达到物理资源的最大化利用。 Virtual Machine Motior(VMM)，虚拟机监控器，也叫Hypervisor，向下管理实际的物理资源，向上给不同的虚拟机提供逻辑资源。 可以通过软件模拟来实现VMM层，比如Qemu，然而纯软件行为来翻译指令，显然是一件很低效的事情，硬件虚拟化的支持可以提高整体的性能：Kernel-based Virtual Machine（KVM）是一种内建于 Linux 中的开源虚拟化技术，使用linux kernel作为hypervisor（虚拟机管理程序）。KVM实现对CPU和内存的虚拟化，以及硬件I/O虚拟化的拦截，拦截后交给Qemu去处理。

一个 KVM 虚拟机对应 Host 上的一个 qemu-kvm 进程，它和其他 Linux 进程一样被调度，而 qemu-kvm 进程中的一个线程就对应虚拟机的虚拟 CPU （vCPU），虚拟机中的任务线程就被 vCPU 所调度。

虚拟机本质上是 Host 机上的一个进程，但无法直接访问 Root 模式下的 Host 机上的内存，这个时候就需要 VMM，VMM拦截虚拟机的内存访问指令，然后模拟Host上的内存，相当于 VMM 在虚拟机的虚拟地址空间和 Host 机的虚拟地址空间中间增加了一层，即虚拟机的物理地址空间，也可以看作是 Qemu 的虚拟地址空间。

虚拟机处在非 Root 的虚拟化模式下，必须借助于 VMM 来截获并模拟虚拟机的 I/O 请求，对于qemu-kvm ，截获操作是由内核态的 kvm 来完成，模拟操作是由用户态的 qemu 来完成的。

本学期对于linux系统的学习，通过编译内核，构建根文件系统，使用qemu模拟环境启动内核，使用gdb断点调试内核程序等实验，我对linux有了一定的了解。但学好linux不是一件一蹴而就的事，将来工作时也会不断和linux打交道，不过通过不断的动手实践，就一定会有收获，遇到问题时要自己去寻找答案，在寻找答案的过程中，会学到更多知识。