2024年6月3日发(作者：)

KVM 介绍（2）：CPU 和内存虚拟化

学习 KVM 的系列文章：

（1）介绍和安装

（2）CPU 和 内存虚拟化

（3）I/O QEMU 全虚拟化和准虚拟化（Para-virtulizaiton）

（4）I/O PCI/PCIe设备直接分配和 SR-IOV

（5）libvirt 介绍

（6）Nova 通过 libvirt 管理 QEMU/KVM 虚机

（7）快照 （snapshot）

（8）迁移 （migration）

1. 为什么需要 CPU 虚拟化

X86 操作系统是设计在直接运行在裸硬件设备上的，因此它们自动认为它们完全占有计算机硬件。x86 架构提供四个特权级别给操作系统和应用程序

来访问硬件。

Ring 是指 CPU 的运行级别，Ring 0是最高级别，Ring1次之，Ring2更次之…… 就 Linux+x86 来说，

操作系统（内核）需要直接访问硬件和内存，因此它的代码需要运行在最高运行级别 Ring0上，这样它可以使用特权指令，控制中断、修改页表、访问设备等等。

应用程序的代码运行在最低运行级别上ring3上，不能做受控操作。如果要做，比如要访问磁盘，写文件，那就要通过执行系统调用（函数），执行系统调用的时候，CPU的

运行级别会发生从ring3到ring0的切换，并跳转到系统调用对应的内核代码位置执行，这样内核就为你完成了设备访问，完成之后再从ring0返回ring3。这个过程也称作用

户态和内核态的切换。