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● メイン関数はデバイスエミュレーションの処理要求イベントを kevent() で待つ
51](https://image.slidesharecdn.com/bhyve-120331235556-phpapp01/85/BHyVe-51-320.jpg)
BHyVeってなんや
- 1. BHyVe ってなんや @syuu1228 1
- 2. ここでちょっとおさらい 2
- 3. 3
- 4. x86 での仮想化実現方法 4
- 5. 5
- 6. x86 上で x86 を仮想化して るんだから、命令を直接実 CPU で実行したい！ ※ 但し実行しちゃまずい奴はどうにかしてね♥ 6
- 7. x86 上で x86 を仮想化して るんだから、命令を直接実 CPU で実行したい！ ※ 但し実行しちゃまずい奴はどうにかしてね♥ 7
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- 13. 直接実行しちゃマズい命令 だけ trap してエミュレー ションすればいい 13
- 14. 14
- 15. 15
- 16. あれっ これ無理じゃね 16
- 17. 根性でどうにかする ● VMWare – 実行時にマズい命令を動的に書き換え ● Xen – 手で書き換え 17
- 18. つらい 18
- 19. Intel VT 19
- 20. CPU にゲスト用のモードを追加！ 20
- 21. 21
- 22. 22
- 23. VMX root mode （ハイパーバイザ側） VMX nonroot mode （ゲスト側） 23
- 24. VMX root mode （ハイパーバイザ側） VMX nonroot mode （ゲスト側） VMLAUNCH VMRESUME 24
- 25. VMX root mode （ハイパーバイザ側） VMX nonroot mode （ゲスト側） VMExit 25
- 26. VMCS 構造体 ● Virtual Machine Control Structure ● 4KB の構造体 ● 保存するもの – 例外の引き起こす命令の設定 – プログラムカウンタの値 – 各種レジスタの値 – VM のメモリ開始位置 etc... 26
- 27. Intel VT でのゲスト OS 動作の流れ 1.VMCS にゲスト環境の設定をロード 2.CPU に VMCS をセット 3.VMLAUNCH でゲストモードに切り替え 4. ゲスト環境実行 5. 何らかの trap 要因が発生、 VMExit する 6.VMExit 要因を調べ、要因に合わせたエミュレーション処理を行う 7.3 に戻る 27
- 28. KVM の考え方 28
- 29. VT を前提にすればハイパ ーババイザ簡単に作れるん じゃね？ ※VMWare とか Xen と比較して。 29
- 30. Intel VT でのゲスト OS 動作の流れ 1.VMCS にゲスト環境の設定をロード 2.CPU に VMCS をセット 3.VMLAUNCH でゲストモードに切り替え 4. ゲスト環境実行 5. 何らかの trap 要因が発生、 VMExit する 6.VMExit 要因を調べ、要因に合わせたエミュレーション処理を行う 7.3 に戻る エミュレータが欲しいなら、 QEMU を使えばいいじゃない 30
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- 32. Intel VT でのゲスト OS 動作の流れ 1.VMCS にゲスト環境の設定をロード 2.CPU に VMCS をセット 3.VMLAUNCH でゲストモードに切り替え 4. ゲスト環境実行 5. 何らかの trap 要因が発生、 VMExit する 6.VMExit 要因を調べ、要因に合わせたエミュレーション処理を行う 7.3 に戻る 白いところを KVM がやる。黄色いところを QEMU がやる。 32
- 33. 簡単にハイパーバイザでき ちゃった！しかも速い！ 33
- 34. おさらい終わり 34
- 35. ではそろそろ BHyVe の話に戻ろうか 35
- 36. BHyVe ってなんやろ？ 知ってる人挙手 ﾉ 36
- 37. BHyVe ってなんやろ？ ● 最近出てきたばっかりのハイパーバイザ （ 2011/05/13 に NetApp が BSDCan で発表） ● FreeBSD カーネルの１機能として実装されている →平たく言うと Linux KVM の FreeBSD 版！ ● シンプルな構造 ● BSD ライセンス ● 絶賛開発中（ http://wiki.freebsd.org/BHyVe ） 37
- 39. BHyVe 動作イメージ /usr/sbin/bhyve User program IOCTL(VM_RUN) VMExit BSD kernel vmm.ko Guest kernel VMLAUNCH 39
- 40. BHyVe 詳細 ● Intel VTx, EPT サポート必須（シャドーページング非サポート） → Nehalem 以降の Intel CPU のみ対応 ● AMD SVM 未対応 ● BIOS Emulation ／ディスクイメージからのブート未対応 ゲストカーネルをロードする事によって起動 ゲストカーネルローダは FreeBSD カーネルのみ対応 ● ブロックデバイスは virtioblk にのみ対応 ● イーサネットデバイスは virtionet にのみ対応 ● コンソールデバイスは独自ドライバが必要、 UART コンソールは絶賛実装中 ● VGA デバイス・ PS/2 デバイス・ USB デバイスなどは未対応 ● Intel VTd に対応、 PCI passthrough 可能 ● MSI 割り込みのみ対応→ Legacy 割り込み／ MSIX 割り込み未対応 40
- 41. もしかして： めっちゃ機能少ない 41
- 42. 前向きに考えよう 42
- 43. 今ならハイパーバイザの コードが簡単に 全行読破出来る！ 43
- 44. 今なら簡単なパッチで ハイパーバイザの開発に 参加し放題！ 44
- 45. BHyVe 利用例 ● 参考資料： http://callfortesting.org/bhyve/ から http://people.freebsd.org/~neel/bhyve/vm1.tar.gz を ダウンロード、 vmrun.sh を参照 kldload vmm.ko /usr/sbin/bhyveload m ${lowmem} M {highmem} h {bootdir} ${vmname} /usr/sbin/bhyve c ${cpus} m ${lowmem} M{highmem} s 1,virtionet,tap0 s 2,virtioblk,${diskdev} 45
- 47. bhyveload?? ● 参考資料： http://callfortesting.org/bhyve/ kldload vmm.ko /usr/sbin/bhyveload m ${lowmem} M {highmem} h {bootdir} ${vmname} /usr/sbin/bhyve c ${cpus} m ${lowmem} M{highmem} s 1,virtionet,tap0 s 2,virtioblk,${diskdev} ${vmname} お前何者だ？ 47
- 48. 各コマンドの役割分担 ● /usr/sbin/bhyveload VM インスタンスを作成し、 BSD カーネルを VM インスタンスのメモリ領域にロ ードして起動可能な状態を作る ● /usr/sbin/bhyve bhyveload が初期化した VM インスタンスを実行し、ディスク、 NIC 、コンソール などのデバイスエミュレーション処理を行う VM インスタンスの状態は、プロセス内ではなく /dev/vmm/${vmname} というデバ イス上、つまりカーネル内に保持される。 このファイルへ read(), write(), mmap() する事により VM 内のメモリ空間にアクセ ス出来る。 48
- 49. なにそれこわい ● YES WE CAN!! dd if=/dev/vmm/testvm of=memdump bs=1024 count=1024 ● 僕が狂ったこと言ってるんじゃなく、 BSDCan で NetApp が発表したスライドに出てくる 49
- 50. bhyveload の動作 ● sysctl(“hw.vmm.create”, vm_name) → /dev/vmm/${vm_name} を作成 ● open(/dev/vmm/${vm_name}) ● seg.gpa = 0 seg.len = mem_size ioctl(fd, VM_MAP_MEMORY, seg) membase = mmap(NULL, mem_size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0) ● userboot.so を使って membase の領域へ BSD カーネルを memcpy() 50
- 51. bhyve の動作 ● open(/dev/vmm/${vm_name}) ● デバイス初期化 ● pthread_create(fbsdrun_start_thread) fbsdrun_start_thread() { while(1) { ioctl(VM_RUN, &vmexit) handler[vmexit.exitcode](&vmexit, &vcpu); } } ● メイン関数はデバイスエミュレーションの処理要求イベントを kevent() で待つ 51