构建最小化Linux虚拟机管理器，掌握KVM与VMM

资源摘要信息:"本文档主要介绍如何在Linux环境下，利用KVM硬件支持来实现一个最小的虚拟机管理器（VMM）。通过make构建过程，将编译VMM并组装“BIOS”。创建的虚拟机（VM）具备16MB内存，实模式BIOS被加载到访客内存的0xf0000位置，并且该内存区域映射到0xffff0000地址，以处理默认的x86上电自检（BIST）入口点。虚拟机的BIOS继续执行，设置串行和并行端口的中断处理程序和结构，并通过写入I/O端口来捕获执行的vmexit。作者旨在创建一个基础的VM主机，用于测试、调试及学习经验。由于有关KVM接口的官方文档相对稀少且不够精确，作者通过查阅内核源代码来确定运行VM的最基本需求。" 知识点详细说明如下： 1. KVM（Kernel-based Virtual Machine）是Linux下的一个全功能的开源虚拟化技术。它依赖于Linux内核中的虚拟化扩展来允许创建和运行虚拟机（VM）。KVM是内核模块，需要支持硬件虚拟化的CPU才能运行。 2. VMM（Virtual Machine Monitor），又称Hypervisor，是运行在计算机上的一种软件，它可以创建和运行虚拟机。VMM是实现虚拟化技术的核心组件，负责管理CPU、内存和设备资源，使得多个操作系统能够在单一物理硬件上同时运行。 3. 实模式（Real Mode）是x86架构计算机处理器的初始操作模式，其寻址方式是20位（最大支持1MB内存），不支持内存保护和多任务处理。在系统启动时，CPU首先工作在实模式下。 4. BIOS（Basic Input/Output System）是一种在计算机启动过程中，在操作系统加载前运行的固件程序，负责进行硬件检测和初始化。在本文中，VMM加载的“BIOS”实际是一个虚拟的BIOS，用于虚拟机启动时的引导过程。 5. Make是一种常用的构建自动化工具，用于控制编译过程。通过makefile文件，它能够自动处理依赖关系，并且可以编译和链接程序。 6. vmexit是在虚拟化技术中，虚拟机管理器捕获来自客户机（虚拟机）的某些特殊操作（比如I/O访问、特殊指令执行等）而触发的异常或中断。它允许VMM从虚拟机的执行环境中接管控制权，进行必要的处理，例如处理外部I/O请求。 7. 中断处理程序（Interrupt Handler）是指在发生中断时被调用的程序，用于处理特定的中断事件，例如输入输出设备操作。在本文中，VMM为串行和并行端口设置的中断处理程序用于响应和处理虚拟机的I/O操作。 8. I/O端口（Input/Output Port）是计算机中用于数据输入输出的端口，允许数据在硬件设备和系统之间传输。在VMM中，通过写入I/O端口可以模拟硬件设备行为。 9. Linux内核源代码是Linux操作系统的核心部分，包含了实现操作系统功能的所有必要代码。开发者可以通过阅读和研究内核源代码来了解系统底层的实现原理和机制。 10. 在文档中提到的“x86上电自检”（Power-On Self Test，简称POST）是计算机在启动时对硬件组件进行基本检查的过程。此过程通常会进行内存检测、硬件自检，并且在屏幕上显示检测结果。 通过上述知识点的阐述，我们可以理解在Linux上使用KVM创建一个最小虚拟机管理器所涉及的技术细节和概念。这些知识对于希望学习虚拟化技术和在Linux环境下进行系统编程的开发者来说尤为重要。