bhyveってなんや

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BHyVeってなんや@syuu1228

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ここでちょっとおさらい

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x86での仮想化実現方法

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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

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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

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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

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あれっこれ無理じゃね

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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

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つらい

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Intel VT

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CPUにゲスト用のモードを追加！

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VMX root mode（ハイパーバイザ側） VMX nonroot mode（ゲスト側）

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VMLAUNCHVMRESUME

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VMExit

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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...

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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

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KVMの考え方

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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。

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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

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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。

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簡単にハイパーバイザできちゃった！しかも速い！

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おさらい終わり

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ではそろそろBHyVeの話に戻ろうか

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BHyVeってなんやろ？

知ってる人挙手　ﾉ

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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）

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「車輪の再発明？」「そうだね。ただし BSDライセンスの車輪だ。」

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/usr/sbin/bhyve

vmm.koBSD kernel

IOCTL(VM_RUN)

Guest kernel

User program

VMLAUNCH

VMExit

BHyVe動作イメージ

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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

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もしかして：めっちゃ機能少ない

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前向きに考えよう

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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！

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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！

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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}

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KVM利用例（比較）

modprobe kvm_intel.ko

kvm m 512 vnc :0 \drive file=/foo/bar.img,if=virtio,index=0,boot=on \net nic,model=virtio,macaddr=00:11:22:33:44:55 \net tap,ifname=tap0

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bhyveload??

● 参考資料： http://callfortesting.org/bhyve/

kldload vmm.ko

/usr/sbin/bhyveload m ${lowmem} M {highmem} h {bootdir} \ /usr/sbin/bhyveload m ${lowmem} M {highmem} h {bootdir} \ ${vmname}${vmname}

/usr/sbin/bhyve c ${cpus} m ${lowmem} M{highmem} \s 1,virtionet,tap0 s 2,virtioblk,${diskdev} ${vmname}

お前何者だ？

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各コマンドの役割分担

● /usr/sbin/bhyveloadVM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/bhyvebhyveload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。

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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

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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_sizeioctl(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()

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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

bhyveってなんや

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