ioctl KVM_RUN 在什么情况下返回？

Question

https://github.com/qemu/qemu/blob/stable-4.2/cpus.c#L1290中有 Qemu 非常重要的一部分。我猜这是 KVM 上 CPU 的事件循环。

这是代码：

static void *qemu_kvm_cpu_thread_fn(void *arg)
{
    CPUState *cpu = arg;
    int r;

    rcu_register_thread();

    qemu_mutex_lock_iothread();
    qemu_thread_get_self(cpu->thread);
    cpu->thread_id = qemu_get_thread_id();
    cpu->can_do_io = 1;
    current_cpu = cpu;

    r = kvm_init_vcpu(cpu);
    if (r < 0) {
        error_report("kvm_init_vcpu failed: %s", strerror(-r));
        exit(1);
    }

    kvm_init_cpu_signals(cpu);

    /* signal CPU creation */
    cpu->created = true;
    qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
    qemu_guest_random_seed_thread_part2(cpu->random_seed);

    do {
        if (cpu_can_run(cpu)) {
            r = kvm_cpu_exec(cpu);
            if (r == EXCP_DEBUG) {
                cpu_handle_guest_debug(cpu);
            }
        }
        qemu_wait_io_event(cpu);
    } while (!cpu->unplug || cpu_can_run(cpu));

    qemu_kvm_destroy_vcpu(cpu);
    cpu->created = false;
    qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
    qemu_mutex_unlock_iothread();
    rcu_unregister_thread();
    return NULL;
}

我对do循环感兴趣。kvm_cpu_exec它在循环中调用，其定义如下：https: //github.com/qemu/qemu/blob/stable-4.2/accel/kvm/kvm-all.c#L2285

在某一时刻kvm_cpu_exec，它调用run_ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_RUN, 0);，它调用KVM_RUN此处记录的 ioctl： https: //www.kernel.org/doc/Documentation/virtual/kvm/api.txt

4.10 KVM_运行

功能：基本
架构：全部
类型：vcpu ioctl
参数：无
返回：成功时返回 0，错误时返回 -1
错误：
EINTR：未屏蔽的信号正在等待处理

此 ioctl 用于运行来宾虚拟 cpu。虽然没有
显式参数，但有一个隐式参数块，可以
通过 mmap() 偏移量 0 处的 vcpu fd 获得，其大小由
KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE 指定。参数块的格式为“struct
kvm_run”（见下文）。

我很难理解这个ioctl是否会阻止执行？什么情况下会返回？

我想了解一下正在发生的事情的背景。鉴于这一行qemu_wait_io_event(cpu)，至少看起来ioctl会在每次从 CPU 读取/写入事件时返回。我不知道，我很困惑。

Answer 1

KVM API 设计要求 VM 中的每个虚拟 CPU 在程序中都有一个关联的用户空间线程，例如控制该 VM 的 QEMU（该程序通常称为“虚拟机监视器”或 VMM，并且不必是QEMU；其他示例有 kvmtool 和 firecracker）。

该线程的行为类似于 QEMU 中的普通用户空间线程，直到它发出 KVM_RUN ioctl。此时，内核使用该线程在与该线程关联的 vCPU 上执行来宾代码。这将持续下去，直到遇到某些条件，这意味着来宾执行无法继续进行。（一个常见的情况是“来宾对 QEMU 模拟的设备进行了内存访问”。）此时，内核停止在此线程上运行来宾代码，而是使其从 KVM_RUN ioctl 返回。然后，QEMU 中的代码查看返回代码等，以找出为什么它重新获得控制权，处理任何情况，并循环返回以再次调用 KVM_RUN 以要求内核继续运行来宾代码。

通常，在运行虚拟机时，您会看到几乎所有时间线程都在 KVM_RUN ioctl 内，运行真正的来宾代码。有时执行会返回，QEMU 将花费尽可能少的时间做它需要做的事情，然后它循环并再次运行客户代码。提高VM效率的一种方法是尝试确保这些“VM出口”的数量尽可能低（例如，通过仔细选择为客户提供何种类型的网络或块设备）。