KVM 是业界最为流行的 Hypervisor，全称是 Kernel-based Virtual Machine。它是做为 Linux kernel 中的一个内核模块而存在，模块名为 kvm.ko，也能够看做是一个进程，被内核调度并管理，从 Linux 2.6.20 版本开始被彻底正式加入到内核的主干开发和正式发布代码中。 KVM 主要用于管理 CPU 和内存的虚拟化，IO 设备的虚拟化则是由 Qemu 来完成。为何会有这样的分工，请继续往下看。git
KVM 与 Qemu 的前世此生
Qemu 是一个纯软件实现的开源「模拟」软件，它可以模拟整套虚拟机的实现，包括 CPU、内存、各类 IO 设备、鼠标、键盘、USB 、网卡、声卡等等，基本上没有它不能模拟的。有人可能会比较疑惑它跟 KVM 之间到底有何关系，咱们能够把它们当作是合做关系，好基友，谁都离不开彼此。微信
KVM 离不开 Qemu。KVM 实现初期，为了简化开发和代码重用，在 Qemu 的基础上进行了修改，主要是将比较耗性能的 CPU 虚拟化和内存虚拟化部分移到了内核中实现，保留 IO 虚拟化模块在用户空间实现。这样的作法主要是考虑到性能的缘由，CPU 和 内存虚拟化是很是复杂的虚拟化模块，并且使用很是频繁，若是实如今用户空间的话，用户态和内核态的频繁切换势必会对性能形成很大的影响。那为何要单独保留 IO 虚拟化在用户空间呢，这个也是权衡之下的结果，首先 IO 设备太多了，其次 IO 虚拟化相对其余两个模块使用不是很频繁，开销会小一些，因此，为了尽量保持内核的纯净性，才有了这样的分配。markdown
Qemu 离不开 KVM。上面也说了，Qemu 是一个纯软件的实现，运行在用户空间，性能很是低下，因此，从 Qemu 的角度，能够说是 Qemu 使用了 KVM 的虚拟化功能，为自身虚拟机提供加速。数据结构
早期二者尚未区分（没有同居），KVM 修改的模块叫 qemu-kvm，到 Qemu1.3 版本以后，二者就合二为一了（同居啦），若是咱们在用 Qemu 建立虚拟机时，要加载 KVM 模块，须要为其指定参数 --enable-kvm。架构
KVM 架构
KVM 是基于硬件虚拟化（Intel VT 或 AMD-V）实现的一套虚拟化解决方案，经过以上一个与 Qemu 关系的分析，咱们基本上知道它在虚拟化领域处在一个什么样的地位。它其实只负责 CPU 和内存的虚拟化，不负责任何设备的模拟，而是提供接口给用户空间的 Qemu 来模拟。这个接口是 /dev/kvm，
Qemu 经过 /dev/kvm 接口设置一个虚拟机的地址空间，而后向它提供模拟好的 I/O 设备，并将相关的设备回显操做映射到宿主机，完成整个 I/O 设备的虚拟化操做。框架
/dev/kvm 接口是 Qemu 和 KVM 交互的“桥梁”，基本的原理是：/dev/kvm 自己是一个设备文件，这就意味着能够经过 ioctl 函数来对该文件进行控制和管理，从而能够完成用户空间与内核空间的数据交互。在 KVM 与 Qemu 的通讯过程主要就是一系列针对该设备文件的 ioctl 调用。函数
我就拿建立虚拟机举个例子，虚拟机本质上是宿主机的一个进程，包括用户态数据结构和内核态数据结构，用户态部分由 Qemu 建立并初始化，内核态部分则由 KVM 来完成，完成后会返回一个文件句柄来表明所建立的虚拟机，针对该文件句柄的 ioctl 调用就能够对虚拟机进行相应的管理，好比创建虚拟机地址空间和宿主机地址空间的映射关系，建立多个线程（虚拟处理器，vCPU）来供虚拟机使用等，对于建立出的 vCPU，也会生成相应的文件句柄，一样，对 vCPU 的文件句柄的 ioctl 调用就能够对 vCPU 进行管理。工具
关于这块的具体细节，后面会有文章来专门讨论。post
VMM 管理工具 —— libvirt
目前，虚拟化这个领域能够说是百花齐放，针对不一样的场景提出了不少的虚拟化解决方案，KVM、Xen、VMware、VirtualBox、Hyper-V 等等，具体的这些方案有什么特色，能够看前文「虚拟化技术总览」。这么多方案势必有不少通用的模块，不一样之处可能在于，与不一样硬件厂商的适配上，为了支持更多厂商，以及应用更多的领域，有不少 IaaS 解决方案须要融合多种虚拟化技术。这个时候若是有一个平台类的管理工具就会很是方便，libvirt 就是这样一个工具。性能
libvirt 除了可以支持多种虚拟化方案以外，还支持 OpenVZ、LXC 等容器虚拟化系统。它提供一套完善的虚拟机管理工具，支持 GUI 和命令行的形式，如 virsh、virt-install、virt-manager。因为它的通用性和易管理，不少云计算框架平台都在底层使用 libvirt 的 API 来管理虚拟机，好比 OpenStack、OpenNebula、Eucalyptus 等。这个工具咱们仅仅提一下，有兴趣的能够装个玩玩。
下面给出 KVM 和 Qemu 的 git 路径，有兴趣的能够把源码下下来研究下。
kvm.git：
git clone git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm.git qemu.git（包括了 kvm）: git clone git://git.qemu-project.org/qemu.git
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