1. KVM的介绍

1.1 KVM架构的介绍

1. 目前有3种较为主流的虚拟化技术架构：ESXi架构、Xen架构及KVM架构，主要区别在虚拟化CPU、内存、磁盘及网络通信组件的模块不同及管理调度组件实现方式的不同；流虚拟化技术架构如图1.1所示。

图1.1 主流虚拟化技术架构

ESxi架构：CPU、内存、磁盘及网络通信组件的虚拟化都在ESXi内核中实现；由于CPU、内存、磁盘及网络通信组件的虚拟化都在同一内核中实现，故不需要管理调度组件。
Xen架构：CPU及内存的虚拟化都在Xen内核中实现，磁盘及网络通信组件的虚拟化都在Domain0中实现；管理调度组件由Domain0实现。
KVM架构：CPU及内存的虚拟化都在KVM内核中实现，磁盘及网络通信组件的虚拟化都在QEMU内核中实现；管理调度组件由Linux进程调度器实现。
管理调度组件：用于管理实现虚拟化的模块。
Domain0：计算机上启动的第一个虚拟机。

2. KVM内核模块：主要包括kvm.ko模块及kvm_intel.ko模块或kvm_amd.ko模块（硬件相关）；KVM内核模块用于部分Linux内核的功能，如设备驱动及内存管理、进程管理调度等；负责虚拟化CPU及内存。

3. QEMU内核模块：通过IOCTL系统调用QEMU内核模块与KVM内核模块进行交互；负责虚拟化磁盘及网络通信组件。

4. KVM内核模块与QEMU内核模块交互的实现：KVM仅支持基于硬件辅助的虚拟化，在内核加载时，KVM先初始化内部数据结构，打开CPU控制寄存器CR4里面的虚拟化模式开关，执行VMXON指令将Host OS设置为root模式，并创建的特殊设备文件/dev/kvm等待来自用户空间的命令，通过IOCTL系统调用QEMU内核模块与KVM内核模块进行交互，实现虚拟机的管理。

1.2 安装及配置KVM

1. 参考文章https://help.ubuntu.com/community/KVM/Installation安装KVM及虚拟系统管理器（Virt-Manager）。

2. 命令行内输入virt-manager；启动虚拟系统管理器。

若报错Unable to connect to libvirt qemu:///system. 确定 ‘libvirtd’ 守护进程正在运行；则=>cd /var/run/libvirt/；进入libvirt文件夹=>sudo chmod 777 libvirt-sock；修改libvirt-sock文件的权限为777（可读可写可执行）=>重新输入virt-manager。

3. 参考文章https://zhuanlan.zhihu.com/p/104207468配置KVM。

2. 调试过程

1. 将GDK7及调试主机开机=>用USB3.0专用电缆将GDK7及调试主机连接起来=>调试主机端打开设备管理器=>查看是否识别出DCI设备；如图2.1所示。

图2.1 设备管理器识别从DCI设备

调试主机端必须使用USB3.0接口与电缆连接；具体接口位置没有要求。
GDK7必须使用后面板中的蓝色USB3.0接口与电缆连接，其余的USB3.0接口则不行

1. GDK7内打开命令行=>输入virt-manager；启动虚拟系统管理器=>运行虚拟机。

2. 打开Nano Code=>进入Nano调试；如图2.2所示。

图2.2 进入Nano调试

4. 进入内核调试=>选择相应选项=>点击启动；调试Linux内核应选选项如图2.3所示。

图2.3 调试Linux内核应选选项

5. 点击启动后，Nano Code会自动建立调试会话；如图2.4所示。

图2.4 建立调试会话

6. 中断GDK7；如图2.5所示。

图2.5 中断GDK7

7. 准备与Linux内核版本对应的相关文件=>内核符号文件、KVM内核模块的符号文件及内核源代码文件（相关文件可以自行下载/从其他说明的2中，所给的百度网盘链接内下载）=>将相关文件复制到调试主机内（具体位置无要求，但内核符号文件及KVM内核模块的符号文件应在统一文件夹下）。

检查Linux内核版本和符号文件对应的Linux内核版本的步骤：

在Nano调试的命令行内输入!uname；查看Linux内核版本号；如图2.6所示=>此Linux内核版本号记为1。

图2.6 Linux内核版本号

在调试主机端内通过记事本打开内核符号文件=>点击编辑=>点击查找（找不到则点击查找下一个）=>找到Linux内核版本号（如图2.7所示）=>记此Linux内核版本号为2=>若有修改则关闭符号文件时不保存文件。

图2.7 内核符号文件对应的Linux内核版本号

8. 在命令行内输入.sympath+ C:\NanoCode-Symbols\530-59；添加符号文件所在文件夹的路径到符号文件搜索路径中；如图2.8所示。

图2.8 添加符号文件所在文件夹的路径到符号文件搜索路径中

9. 在命令行内输入.srcpath+ C:\NanoCode-LinuxSource\500\linux-source-5.0.0；添加内核源代码所在文件夹的路径到源代码搜索路径中；如图2.9所示。

图2.9 添加内核源代码所在文件夹的路径到源代码搜索路径中

10. 在命令行内输入.reload；重新加载；如图2.10所示。

图2.10 重新加载

11. 在命令行内输入x kvm!*（耐心等待一段时间）；加载KVM模块，Nano调试会输出函数，若没有任何输出则应检查符号文件对应的Linux内核版本与当前运行系统的Linux内核版本是否一致；如图2.11所示。

图2.11 加载KVM模块

12. 在命令行内输入lm l；显示已经加载的模块（不含延迟加载的模块），确定KVM模块已经成功加载；如图2.12所示。

图2.12 显示已经加载的模块（不含延迟加载的模块）

13. 在命令行内输入!sxe VMLaunch；启动VMLaunch中断KVM；如图2.13所示。

图2.13 启动VMLaunch中断KVM

14. 在命令行内输入!sxd VMLaunch；关闭VMLaunch；如图2.14所示。

图2.14 关闭VMLaunch

15. 在命令行内输入!sxe VMExit；通过VMExit中断KVM；如图2.15所示。

图2.15 启动VMExit中断KVM

16. 在命令行内输入!sxd VMExit；关闭VMExit；如图2.16所示。

图2.16 关闭VMExit

17. 在命令行内输入x kvm!ioeventfd_write；查看函数ioeventfd_write的内存地址及参数列表；如图2.17所示。

图2.17 查看函数ioeventfd_write的内存地址及参数列表

18. 在命令行内输入bp ffffffff`c06a6400；给函数ioeventfd_write设置断点；如图2.18所示。

图2.18 给函数ioeventfd_write设置断点

19. 在命令行内输入g；等待一段时间后命中所设断点；如图2.19所示。

图2.19 命中所设断点

20. 在命令行内输入kv；查看调用栈；如图2.20所示。

图2.20 查看调用栈

21. 在命令行内输入dc；显示内存；如图2.21所示。

图2.21 显示内存

22. 在命令行内输入dv；显示临时变量；如图2.22所示。

图2.22 显示临时变量

23. 在命令行内输入ddp；查看被引用内存；如图2.23所示。

图2.23 查看被引用内存

参考文献

1. https://blog.csdn.net/henly1217/article/details/108491230

2. https://help.ubuntu.com/community/KVM/Installation

3. https://blog.csdn.net/S2536702672/article/details/103452253

4. https://zhuanlan.zhihu.com/p/104207468

5. https://zhuanlan.zhihu.com/p/105499858

其他说明

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2. 链接：https://pan.baidu.com/s/14vhY_4wf0UEnokRDkkpRBw 提取码：yavj

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