Под капотом · Виртуализация · Работа и остановка

ВМ просто работает

Пользователь смотрит на работающую ВМ и её счётчики. Для этого он вводит команды:

virsh domstate vm1
virsh domstats vm1

После выполнения команд видно, что происходит внутри:

• Команда domstate называет состояние домена;
• Команда domstats отдаёт счётчики по дискам, памяти и vCPU;
• Гость всё это время исполняется прямо на процессоре.

• пользователь 1. Пользователь работает внутри гостя

  запускает программу в гостевой ОС
  # для гипервизора это просто поток инструкций

  Гость не знает, что он гость, пока не наткнётся на привилегированную операцию или устройство.

• гость 2. Код исполняется в гостевом режиме CPU

  CPU в режиме VMX non-root / SVM guest

  Аппаратный режим виртуализации: гость думает, что владеет процессором.

• KVM 3. Ядро фиксирует выход из гостя

  kvm_run->exit_reason =
    KVM_EXIT_IO | KVM_EXIT_MMIO | KVM_EXIT_HLT | …

  Причина выхода пишется в общую область памяти kvm_run, её читает QEMU.

• QEMU 4. QEMU обслуживает обращение

  эмуляция доступа к устройству
  → обновление состояния → снова ioctl(KVM_RUN)

  Каждый такой цикл - переключение режимов процессора. Это и есть цена виртуализации.

• QEMU 5. Параллельно идёт остальная жизнь

  основной цикл: I/O, таймеры, устройства,
  block jobs, команды QMP

  Пока vCPU-потоки «спят» в KVM_RUN, основной цикл обрабатывает всё остальное.

• libvirt 6. Демон следит за состоянием

  {"execute":"query-status"}
  события: STOP / RESUME / …

  libvirt кэширует состояние и рассылает события клиентам, чтобы каждый клиент не опрашивал QEMU сам.

• пользователь 7. Пользователь видит статус

  virsh domstate vm1 → running
  virsh domstats vm1

  Если хост грузится на 100%, а гость «спит» - ищите шторм выходов: эмуляция вместо virtio или неверный irqchip.