kvm怎么开启console？kvm如何人为打开console？

工作中，我们可能都会接触到 KVM 虚拟机，并且公司的很多应用也都会跑在 KVM 虚拟机上。因此，对 KVM的熟练应用以及熟悉kvm怎么开启console也是运维必不可少的能力。今天小编给大家介绍的是，kvm怎么开启console？

kvm虚拟化原理探究

kvm 全称 kernel-based virtual machine，由Qumranet公司发起，2008年被RedHat收购。
kvm有如下特点：
guest作为一个普通进程运行于宿主机
guest的CPU(vCPU)作为进程的线程存在，并受到宿主机内核的调度
guest继承了宿主机内核的一些属性，比如huge pages(大页表）
guest的磁盘IO和网络IO会受到宿主机的设置的影响
guest通过宿主机上的虚拟网桥与外部相连。

虚拟CPU

guest的所有用户级别(user)的指令集，都会直接由宿主机线程执行，此线程会调用kvm的ioctl方式提供的接口加载guest的指令并在特殊的CPU模式下运行，不需要经过CPU指令集的软件模拟转换，大大的减少了虚拟化成本，这也是kvm优于其他虚拟化方式的点之一。
kvm向外提供了一个虚拟设备/dev/kvm，通过ioctl(IO设备带外管理接口）来对kvm进行操作，包括虚拟机的初始化，分配内存，指令加载等等。

虚拟IO设备

guest作为一个进程存在，当然他的内核的所有驱动等都存在，只是硬件被QEMU所模拟（后面介绍virtio的时候特殊)。guest的所有硬件操作都会有QEMU来接管，QEMU负责与真实的宿主机硬件打交道。

虚拟内存

guest的内存在host上由emulator提供，对emulator来说，guest访问的内存就是他的虚拟地址空间，guest上需要经过一次虚拟地址到物理地址的转换，转换到guest的物理地址其实也就是emulator的虚拟地址，emulator再次经过一次转换，转换为host的物理地址。后面会有介绍各种虚拟化的优化手段，这里只是做一个overview。

虚拟机启动过程

第一步，获取到kvm句柄

kvmfd = open("/dev/kvm", O_RDWR);

第二步，创建虚拟机，获取到虚拟机句柄。

vmfd = ioctl(kvmfd, kvm_CREATE_VM, 0);

第三步，为虚拟机映射内存，还有其他的PCI，信号处理的初始化。

ioctl(kvmfd, kvm_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);

第四步，将虚拟机镜像映射到内存，相当于物理机的boot过程，把镜像映射到内存。

第五步，创建vCPU，并为vCPU分配内存空间。

ioctl(kvmfd, kvm_CREATE_VCPU, vcpuid);

vcpu->kvm_run_mmap_size = ioctl(kvm->dev_fd, kvm_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);

第五步，创建vCPU个数的线程并运行虚拟机。

ioctl(kvm->vcpus->vcpu_fd, kvm_RUN, 0);

第六步，线程进入循环，并捕获虚拟机退出原因，做相应的处理。

这里的退出并不一定是虚拟机关机，虚拟机如果遇到IO操作，访问硬件设备，缺页中断等都会退出执行，退出执行可以理解为将CPU执行上下文返回到QEMU。

open("/dev/kvm")

ioctl(kvm_CREATE_VM)

ioctl(kvm_CREATE_VCPU)

for (;;) {

 ioctl(kvm_RUN)

 switch (exit_reason) {

 case kvm_EXIT_IO:  /* ... */

 case kvm_EXIT_HLT: /* ... */

 }

}
关于kvm_CREATE_VM参数的描述，创建的VM是没有cpu和内存的，需要QEMU进程利用mmap系统调用映射一块内存给VM的描述符，其实也就是给VM创建内存的过程。

kvm如何人为打开console？

1、修改 grub.conf 文件

通过为内核传递参数 console=ttyS0，来让内核把输出定向至 ttyS0
[root@test01-kvm-jz test01-kvm-jz.btr /root]
# vim /etc/grub.conf

2、修改 /etc/inittab 文件

通过在 inittab 里加一个 ttyS0 ，来使得系统启动时能够生成一个 ttyS0 来接收来自内核的数据
[root@test01-kvm-jz test01-kvm-jz.btr /root]
# echo "S0:12345:respawn:/sbin/agetty ttyS0 115200" >> /etc/inittab
[root@test01-kvm-jz test01-kvm-jz.btr /root]
# tail -1 /etc/inittab
S0:12345:respawn:/sbin/agetty ttyS0 115200

3、修改 /etc/securetty 文件

由于 /etc/securetty 文件允许你规定 root 用户可以从哪个 TTY 设备登录，因此我们需要添加 ttyS0 的安全许可，即将 ttyS0 添加至该文件，来允许我们的 root 用户登录。
root@test01-kvm-jz test01-kvm-jz.btr /root]
# echo "ttyS0" >> /etc/securetty

4、重启 KVM 虚拟机

[root@test01-kvm-jz test01-kvm-jz.btr /root]
# reboot

5、登录验证

常规情况下，安装完 KVM 之后，可能都会通过 VNC 连接到 KVM 虚拟机里面去设置相应的 IP 等信息。但是这样子，一方面可能会因为打开过多的端口造成安全问题，另一方面也不是会便捷。针对此种情况，我们可以使用 KVM 为我们提供的 console 接口功能，它可以采用字符界面进行 linux 虚拟机控制台连接。这样子，及时 KVM 虚拟机没有 IP 地址，又或者 KVM 虚拟机出现了问题通过 IP 连接不进去了，都可以很便捷的快速进入到 KVM 虚拟机里面去排查问题。

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