QEMU 作为 vhost

本页说明 QEMU vHost 如何被启动：机器类型与加速器、内存池映射、PCIe 拓扑、直接内核启动、QMP 和串口，以及磁盘如何挂载。命令由 YAML vHost 模板渲染，因此字段和默认值以第 5 章的 vHost 配置与第 6 章的 schema 为准。

启动配置

vHost 声明适配器 kind、runtime.binary和 runtime.env、memory、cpus、accel和 machine，可选字段包括 cpu、display、monitor、no_reboot、memory_align、memory_map、serial和 args。resources/vhosts/qemu.yaml声明的 qemu-vhostkind 负责把字段渲染为 QEMU 参数。

vHost 配置

机器与加速器

用途

vhost-x86

q35，accel: kvm，cpu: host

x86_64 客户机，默认 8 GiB 内存、4 个 vCPU。

vhost-arm

virt,gic-version=3，accel: kvm

ARM64 客户机，内存放在 0x40000000。

vhost-x86-tcg

q35，accel: tcg，-S

仅 vHost 或设备模型样例，暂停启动、64 MiB 内存。

vhost-arm-tcg

virt，accel: tcg，-S

ARM64 的设备模型样例。

内存与 PCIe 拓扑

  • 客户机内存通过 memory-backend-file映射内存池：mem-path指向本机 pool 文件，offset是客户机 RAM 区域偏移，share=on允许 gem5 共享同一组字节。

  • memory_map描述客户机物理地址区间。Q35 在内存较大时把 RAM 拆成 4 GiB 以下和 4 GiB 以上两段；AArch64 virt 从 1 GiB 开始。PCI 地址空洞不占内存池字节。

  • 每个设备获得一个独立的 pcie-root-port，位于插槽 0x10到 0x17，每个端口 8 个功能；vHost kind 的 max_devices为 64。

  • 设备以 vfio-user-pci客户端挂到对应 root port，socket指向设备进程监听的 Unix socket；声明了 pci.rom时通过 romfile 提供 option ROM。

  • 磁盘使用剩余的插槽，由 QEMU 自行分配。

启动、QMP 与串口

  • vHost 的 kernel启用直接内核启动：生成 -kernel和可选的 -initrd，-append由 vHost 的 cmdline与设备 guest_hints.cmdline拼接。

  • 默认 vHost 配置带 no_reboot，操作系统重启不会掩盖会话结束；display和 monitor默认关闭。

  • QMP socket 以 server=on,wait=off 方式创建；launcher 在启动后完成 QMP 能力协商，作为 vHost 的就绪探测之一。

  • 串口通过 chardev socket 提供，并写入 serial.log文件；serial.wait_for可以让 launcher 额外等待客户机输出中的就绪标记，serial.timeout为该标记设置秒级时限。

  • vHost 和设备程序必须在前台运行；-daemonize会被 launcher 拒绝，因为它与进程组所有权冲突。

-machine q35,memory-backend=ram
-accel kvm -m <ram.size>B -smp <cpus> -cpu host
-object {"qom-type":"memory-backend-file","id":"ram","size":<ram.size>,
         "mem-path":"<pool>","offset":<ram.offset>,"share":true}
-qmp unix:<run-dir>/m0/qmp.sock,server=on,wait=off
-chardev socket,id=serial0,path=<run-dir>/m0/serial.sock,server=on,wait=off,logfile=<serial.log>
-serial chardev:serial0
-device pcie-root-port,id=rp0,bus=pcie.0,...
-device vfio-user-pci,bus=rp0,socket={"type":"unix","path":"<device.sock>"}

磁盘

bus

QEMU 设备

说明

virtio

virtio-blk-pci

默认总线，适合根文件系统。

nvme

nvme

序列号由机器与磁盘标识符组成。

scsi

virtio-scsi-pci加 scsi-hd

需要时自动追加 SCSI 控制器。

ide

ide-hd

兼容旧镜像。

每个磁盘先用 -blockdev打开文件节点，再按 format（raw或 qcow2）叠加格式节点，read-only属性来自磁盘声明；vHost 指定 boot: true的磁盘获得 bootindex=1。

源码与依据

  • vHost kind 与命令模板：resources/vhosts/qemu.yaml。

  • TCG profile：resources/vhosts/vhost-x86-tcg.yaml、resources/vhosts/vhost-arm-tcg.yaml。

  • vHost 参数渲染与探测：crates/cosim-topology/src/adapter/mod.rs。

  • 启动 vHost：resources/vhosts/qemu.yaml。

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