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Qualcomm® Linux 通过 KVM（基于内核的虚拟机）支持硬件辅助虚拟化。KVM 直接集成到 Linux 内核中，以接近原生的性能运行客户机操作系统。在实现 Armv8.1 或更高版本的 Qualcomm SoC 上，虚拟主机扩展（VHE）默认启用，允许主机内核在 EL2 运行，而客户机内核和用户空间在 EL1 和 EL0 运行。

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支持的目标平台

所有 Qualcomm® Linux 开发套件都支持基于 KVM 的虚拟化。每个目标平台的默认启动模式为 KVM 或 Gunyah 两者之一。 表：各目标平台的虚拟化支持情况
请参阅发行说明，了解平台能力以及对 hypervisor 方案的支持情况。

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前提条件和 Kconfig

在主机内核配置中启用以下选项：
KVM 要求内核在异常级别 2（EL2）启动。启动后在设备上验证 KVM 是否可用：

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在 EL2 启动内核

在支持的平台上将 KVM 配置为默认启动模式。请参阅发行说明以确定各平台的虚拟化能力并识别任何例外情况。 启动模式由烧写到目标平台的平台专用 DTB 或 XBL 配置镜像选择。请参阅下表，确定包含 UEFI 设备树节点的镜像，以及用于选择 KVM 或 Gunyah 启动的文件。 对于 CQ2390M/CQ2390S 和 IQ10/Nord，xbl_config.elf 仅包含 XBL 专用的 DT 节点。UEFI 专用的 DT 节点位于 uefi_dtbs.elf 或 uefi_dtbs_kvm.elf 中。 对于 Hamoa/IQ-X7181 和 Purwa/IQ-X5121，xbl_config.elf 仅包含 XBL 专用的 DT 节点。UEFI 专用的 DT 节点位于压缩的 uefi_dtbs.xz 或 uefi_dtbs_kvm.xz 镜像中。在这些平台上请使用压缩的 .xz 镜像。 对于 IQ9/IQ-9075/Lemans、IQ8/IQ-8275/Monaco 和 IQ6/IQ615/Talos， xbl_config.elf 同时包含 XBL 和 UEFI 的 DT 节点。
在使用 uefi_dtbs.elf、uefi_dtbs.xz、uefi_dtbs_kvm.elf 或 uefi_dtbs_kvm.xz 的目标平台上，在 KVM 和 Gunyah 之间切换时无需更新 VendorDtbOverlays EFI 变量。在这些目标平台上，启动模式通过烧写匹配的 UEFI DTB 镜像来选择。
这些文件位于 Yocto 构建输出的 build/tmp/deploy/images/<machine-name> 下。 将 <machine-name> 替换为实际的 Yocto machine 配置名称，例如 iq-9075-evk。

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切换到 KVM

如果平台启动进入 Gunyah 而不是 KVM，请使用以下步骤切换到 KVM。请按顺序完成各步骤：
  1. 重启进入 fastboot 模式。在设备 shell 上运行以下命令：
  2. 从主机烧写 KVM 启动文件。 对于 CQ2390M/CQ2390S 和 IQ10/Nord：
    对于 Hamoa/IQ-X7181 和 Purwa/IQ-X5121：
    对于 IQ9/IQ-9075/Lemans、IQ8/IQ-8275/Monaco、IQ6/IQ615/Talos、 QCS6490/Kodiak/RB3Gen2 和 QCS5430/Kodiak/RB3Gen2Lite：
  3. 重启设备：
默认配置为启动进入 KVM 的平台无需执行这些步骤，除非您在启动进入 Gunyah 后需要切换回 KVM。

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切换到 Gunyah

请使用以下步骤：
  1. 重启进入 fastboot 模式。在设备 shell 上运行以下命令：
  2. 从主机烧写 Gunyah 启动文件。 对于 CQ2390M/CQ2390S 和 IQ10/Nord：
    对于 Hamoa/IQ-X7181 和 Purwa/IQ-X5121：
    对于 IQ9/IQ-9075/Lemans、IQ8/IQ-8275/Monaco、IQ6/IQ615/Talos、 QCS6490/Kodiak/RB3Gen2 和 QCS5430/Kodiak/RB3Gen2Lite：
  3. 重启设备：

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构建客户机 VM 产物

在启动客户机 VM 之前，请先构建客户机内核镜像和客户机根文件系统。主机镜像不包含这两个组件。

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构建客户机内核

客户机运行在 EL1，不需要 Qualcomm 开发板设备树或 EL2 配置。请使用上游 arm64 defconfig 构建客户机内核。使用与主机相同的内核源码树：
  1. 使用独立的 kmake 工作流构建内核。有关主机环境设置，请参阅 不使用 Yocto 构建内核。
  2. 添加客户机所需的 virtio 前端驱动。上游 defconfig 已启用常用驱动；请确认并通过配置片段补充缺失的驱动：
    有关按设备划分的完整 virtio Kconfig 符号列表，请参阅 Virtio 设备支持。
构建过程会将客户机内核镜像写入 ../kobj-guest/arch/arm64/boot/Image。

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构建客户机根文件系统

使用 Yocto 构建一个最小的客户机根文件系统。同一个 recipe 会同时生成 CPIO ramdisk 和 ext4 磁盘镜像。
  1. 在您的工作区中打开 kas shell：
  2. 将所需的镜像类型添加到 build/conf/local.conf，使构建同时生成 ramdisk 和磁盘镜像：
  3. 构建 console 镜像，这是受支持的最小镜像，作为客户机已足够：
  4. 从 deploy 目录收集产物：
您可以使用任何 arm64 根文件系统作为客户机。如果不需要 Yocto 构建的客户机镜像，可以改用 aarch64 发行版云镜像，配合 -drive 选项使用，替代 rootfs.ext4。

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将产物部署到设备

将客户机内核和根文件系统复制到主机设备，并放入以下示例所使用的目录中：
确认客户机内核是 QEMU 所需的原始镜像格式：

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启动客户机 VM

在启动客户机 VM 之前，请确保客户机内核镜像（Image）、根文件系统 CPIO（rootfs.cpio.gz）和根文件系统镜像（rootfs.ext4）位于主机的 /mnt/overlay/guest/ 目录中。有关如何生成这些文件，请参阅构建客户机 VM 产物。

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使用 QEMU

使用 ramdisk 启动：
使用根文件系统镜像启动：

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验证客户机 shell 访问

使用 -nographic 启动 QEMU 时，客户机串口控制台会连接到当前终端。启动日志应在同一终端中输出，并最终进入自动打开的客户机 shell 或登录提示符。 预期的客户机控制台流程：
如果客户机镜像需要身份验证，请使用为该镜像配置的凭据登录。对于允许直接 root 访问的测试镜像，控制台可能会自动进入 root shell，或接受无密码的 root 用户名。 客户机 shell 通过（PASS）标准： 在客户机 shell 中运行一条基本命令：
该命令必须返回客户机 VM 内部的内核信息。

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验证主机稳定性

在客户机 VM 运行期间，打开另一个主机 shell 并检查主机系统运行状况：
主机稳定性通过（PASS）标准： 当客户机进入交互式 shell，且主机保持响应、未出现新的虚拟化相关内核错误时，客户机虚拟化验证即为通过。

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使用 libvirt

Libvirt 通过 virsh 命令行实用程序和 libvirtd 守护进程管理 VM。从 XML 域文件定义一个 VM，然后使用以下命令进行控制： 表：常用 virsh VM 管理命令 替换以下内容：
  • <xml-file> 替换为 libvirt XML 域定义文件的路径。
  • <domain> 替换为 XML <name> 元素中定义的 VM 域名称。
有关 libvirt XML 域定义示例，请参阅 libvirt domain format documentation。

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Virtio 设备支持

Virtio 提供了一个半虚拟化 I/O 框架，用于客户机 VM 与主机之间的高性能设备模拟。前端驱动在客户机操作系统中运行；后端驱动在 QEMU 或内核中运行。通信使用 virtqueue（环形缓冲区），以最大限度地减少客户机到主机的切换。 表：支持的 virtio 设备

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主机到客户机的文件共享（virtio-9p）

使用 9P 文件系统将主机目录传递给客户机 VM：
在客户机内部挂载共享目录：
替换以下内容：
  • <mount-point> 替换为客户机内部用于挂载共享文件夹的目录。

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虚拟套接字（VSOCK）

VSOCK 使用上下文标识符（CID）在客户机 VM 与主机之间实现套接字通信。主机 CID 始终为 2；客户机 CID 从 3 开始。 表：保留的 CID 值 将 VSOCK 添加到 QEMU 调用中：
替换以下内容：
  • <cid> 替换为要分配给客户机 VM 的 CID，例如 73。

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设备直通

可以使用 VFIO（PCI）、libusb（USB）或 chardev 后端（UART）将物理设备直通给客户机 VM。 在主机上识别 USB 设备：
在主机上识别 PCI 设备：
使用 lsusb 中的供应商和产品 ID 将 USB 直通添加到 QEMU 调用中：
使用 lspci 中的 domain、bus、slot 和 function 添加 PCI 直通：
替换以下内容：
  • <vid> 和 <pid> 替换为十六进制的 USB 供应商和产品 ID，例如 0x0781 和 0x5567。
  • <bus>、<slot>、<function> 替换为 lspci 输出中的 PCI 地址组成部分。
对于 UART 直通，请配置一个指向主机 TTY 设备的 chardev 后端，并将其作为 virtserialport 暴露给客户机。

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可观测性和维护

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KVM 跟踪

通过 tracefs 启用 KVM 事件跟踪：
QEMU 跟踪事件可以重定向到内核 ftrace 缓冲区。要启动一个启用了 virtio 跟踪的客户机 VM：

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看门狗

QEMU 模拟一个 I6300 ESB 看门狗设备，以标准看门狗字符设备的形式暴露给客户机。在客户机内核中启用它：
将看门狗添加到 libvirt 域 XML 中：
action 属性控制超时时的行为：reset 重启客户机，poweroff 关闭客户机。有关详细信息，请参阅 libvirt watchdog documentation。

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远程命令执行

QEMU 客户机代理（qemu-ga）允许在没有网络连接的情况下从主机在客户机 VM 上运行命令。在客户机操作系统用户空间中启用 qemu-ga，并通过 virtio-serial 接口对其进行配置。 使用 virsh qemu-agent-command 配合 guest-exec 子命令远程执行命令：
替换以下内容：
  • <domain> 替换为 VM 域名称。
有关更多信息，请参阅 QEMU Guest Agent。