虚拟机创建之qemu逻辑

qemu模块注册：

qemu模块注册主要指的是hw(hardware)注册，核心代码在qemu/hw目录下。

Qemu/hw下所有.c文件基本上都有type_init()函数，type_init是个宏，具体定义在qemu/include/qemu/module.h中。

module_init是个宏，调用register_module_init函数，定义如下：

find_type()函数会调用初始化链表数组，并返回对应type的链表指针。

Qemu的main函数入口在softmmu/main.c（注：qemu版本4.2.50）

32行是main函数入口，qemu_main是个宏，具体指向是46行的main。然后分别调用qemu_init()、qemu_main_loop()、qemu_cleanup()函数。

其中，qemu_init函数比较长，这里主要看几个重点部分。

1）初始化QOM，上面已经阐述在main函数之前，module_init会对qemu/hw下所有初始化函数进行注册至链表中。

例如，qemu/hw/virtio/virtio-net-pci.c文件里的初始化函数virtio_net_pci_register。则module_call_init就会回调virtio_net_pci_register进行初始化操作（具体初始化逻辑都在对应的qemu/hw/virtio/virtio-net-pci.c，这里就不详细分析了）。

2）创建kvm虚拟机

configure_accelerators()调用do_configure_accelerator

accel_init_machine()函数里核心逻辑是acc->init_machine(ms)，其中init_machine是个函数指针，定义在accel/kvm/kvm-all.c中（注意：这里以KVM为例，因此对应文件是accel/kvm/kvm-all.c）

接下来重点分析kvm_init函数

Kvm_init函数会创建kvm fd，并且通过kvm_ioctl创建vm，紧接着调用kvm_arch_init函数对x86架构进行初始化（本文以x86为例），对应文件是arch/i386/kvm.c

以x86为例，kvm_arch_init函数主要实现TSS和EPT（extend pagetable）的初始化。

machine_run_board_init主要实现主机初始化，核心代码时最后一行的init回调。

init回调定义在hw/i386/pc_piix.c（针对x86），函数名是pc_init1

pc_init_isa定义如下：

因此init回调是pc_init1()

pc_init1()函数主要是对硬件进行初始化，包括cpu、pci总线、vga、NIC等。

看下vcpu的创建和初始化

X86_cpu_new函数最终会执行x86_cpu_realizefn函数

由于调用qemu_init_vcpu函数链路比较长，因此这里简单给出函数调用链路关系，如下所示：

qemu_init_vcpu函数定义如下：

因为是基于kvm，所以这里只要看qemu_kvm_start_vcpu()函数即可。

qemu_kvm_start_vcpu()函数定义如下：

qemu_thread_create()函数创建线程，线程函数是qemu_kvm_cpu_thread_fn()

线程函数qemu_kvm_cpu_thread_fn()定义如下：

kvm_cpu_exec()函数主要调用kvm_vcpu_ioctl进入内核态，由KVM处理。（这篇文章不会进入内核态kvm的过程，内容太多，后续会分章节分析）

接下来还有内存、NUMA、VNC等初始化。这里就不一一挨个介绍了。

总结：以上就是qemu下创建虚拟机的过程。VM工作机制要比非VM复杂的多，因为VM上使用的资源（内存、CPU）都是宿主机的，虽然我们看到vm有子机的内存和cpu，其实最终还是通过VMM调度到宿主机执行。当然VMM调度又是一个很复杂的过程，包括内存影子页表、陷入、virtio等。