1.linux虚拟化之kvm(一个150行的虚拟x86虚拟机代码)
2.Lua5.4 源码剖析——虚拟机6 之 OpCode大全
3.深入理解 Python 虚拟机:列表(list)的实现原理及源码剖析
4.QEMU虚拟机、源码 虚拟化与云原生
5.Lua5.4 源码剖析——虚拟机2 之 闭包与UpValue
6.KubeVirt网络源码分析
linux虚拟化之kvm(一个150行的机源x86虚拟机代码)
Linux虚拟化技术中,KVM(Kernel-based Virtual Machine)作为一种典型的码虚Type2 Hypervisor,其运作模式主要在宿主操作系统(Host OS)层面上。拟机虽然存在关于其分类的源码争议,但本文倾向于将其视为混合型解决方案,虚拟dcms三五互联源码KVM在用户空间进行部分虚拟化处理,机源优化了CPU和内存管理,码虚如QEMU中所示。拟机KVM的源码核心在于一个行的x虚拟机代码示例,它展示了虚拟机的虚拟配置和运行过程。
首先,机源理解虚拟化,码虚即在物理机上模拟多台VM,拟机每个都能运行独立的源码OS。Type1(如QNX hypervisor)直接在硬件上运行,代码简洁,对资源需求少,适合安全性要求高的场景,如自动驾驶。相比之下,Type2(如Vmware或QEMU)依赖宿主OS,性能和安全性受宿主影响。
KVM技术示例代码涉及创建虚拟机,包括分配内存、创建VCPU、设置寄存器等步骤。在X架构中,代码从0地址开始执行,通过IO操作控制虚拟机行为,直至遇到hlt指令结束。这个简化的KVM示例来源于《QEMU/KVM源码解析与应用》等资料,是学习KVM的基础介绍。
Lua5.4 源码剖析——虚拟机6 之 OpCode大全
深入探索Lua5.4虚拟机的奥秘——OpCode大揭秘 在Lua5.4的世界里,多个精心设计的OpCode构成了其强大的指令集,它们像乐谱上的音符,驱动着程序的旋律。让我们一起走入Lua5.4的虚拟机,逐个解析这些关键的指令代码单元。数据加载乐章
首先,我们来到数据加载的庄散搏杀源码舞台,OpCode在这里翩翩起舞:OP_MOVE: 轻盈地将值从一个寄存器转移到另一个,就像调色板上的颜色流转。
OP_LOADI/OP_LOADF/OP_LOADK/OP_LOADKX: 数字的音符——整数、浮点数、常量和UpValue,一一奏响。
OP_LOADTRUE/OP_LOADFALSE: 布尔值的二元抉择,为逻辑运算注入力量。
OP_LOADNIL/OP_GETUPVALUE/OP_GETTABUP: 无尽的赋值之路,从零开始,直至无穷。
算术运算交响曲
接着,我们进入算术运算的篇章,OpCode在此处激荡:从简单的OP_ADDK(R[A]:=R[B]+K[C])到OP_SUBK、OP_MULK、OP_MODK,再到OP_POWK和OP_DIVK,每个都是音符间的和谐对话。
直接数字运算,如OP_ADDI(R[A] = R[B] + sC),界限清晰,无需预存,如音乐中的即兴演奏。
寄存器间的算术运算,如OP_ADD、OP_SUB等,像弦乐四重奏中的协奏。
位运算与Table操作
然后,我们步入位运算和Table操作的篇章,它们是程序逻辑的精密齿轮:OP_BANDK、OP_BORK和OP_BXORK,与数字或寄存器进行二进制对话,像编钟的和谐共鸣。
OP_SHL和OP_SHR,位移的旋律,为数据结构增添深度。
OP_NEWTABLE创生新表,OP_GETI/GETFIELD/GETTABLE查询信息,OP_SETI/SETFIELD/SETTABLE则进行修改,像编排一场数据舞蹈。91苹果资源码
元方法与函数调用
接下来,元方法与函数调用的乐章,OpCode在其中担任指挥:MMBIN、MMBINI和MMBINK,元方法调用的三种旋律,为对象赋予魔法。
OP_CALL和OP_TAILCALL,函数调用的起始与结束,像指挥家的挥棒和收棒。
OP_VARARGPREP和OP_VARARG,处理可变参数,为函数调用增添变奏。
跳转与控制流
最后,我们来到指令的跳跃和控制流部分,OP_JMP如同指挥棒,引导程序的旋律:OP_JMP的精确跳跃,如同乐章的节奏变化,控制程序的进程。
在Lua 5.4中,goto的加入,让程序的流程更加灵活。
等式判断与循环
等式判断与循环的OpCode,如同交响乐的高潮,丰富而有力:OP_EQ、OP_LT、OP_LE、OP_GTI、OP_GEI,比较与判断,赋予逻辑深度。
OP_TEST和OP_TESTSET,条件判断与赋值的巧妙结合。
OP_FORPREP和OP_TFORPREP,循环的启动与准备,OP_FORLOOP和OP_TFORCALL,执行旋律的反复。
杂项OpCode的精彩点缀
最后,8个杂项OpCode为乐章画上完满的句号:OP_UNM:数值取负,反转音符的旋律。
OP_BNOT:位取反,源码生成小程序逻辑的翻转。
OP_NOT:条件取反,为逻辑增添复杂性。
OP_LEN:求对象长度,探索数据的深度。
OP_CONCAT:字符串拼接,连接旋律的片段。
OP_SETLIST:创建列表,初始化的序曲。
深入理解Lua5.4的OpCode,就像欣赏一场丰富的音乐盛宴,每一个音符都蕴含着程序的智慧与力量。让我们沉浸在这奇妙的虚拟机世界,继续探索更深层次的编程奥秘。祝你乐在其中,收获满满!深入理解 Python 虚拟机:列表(list)的实现原理及源码剖析
深入剖析 Python 虚拟机中列表(list)的内部机制和源码实现 Python 中列表作为常用的数据结构,支持多种操作。本文将详细揭示 CPython 虚拟机中列表的构造原理,以及关键函数的源码解析。列表结构
在 CPython 中,PyListObject 的结构如下,包含内存管理、长度以及实际存储数据的数组等字段。列表操作函数源码分析
创建列表:通过预先分配内存空间,下次创建新列表时复用旧空间,提高效率。
append 函数:涉及数组扩容,当列表满时,自动扩展容量。
insert 函数:简单实现,通过移动元素实现插入。
remove 函数:删除元素时,调整后续元素位置。
统计与拷贝
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count 函数统计元素数量,浅拷贝函数 copy 只复制引用,深拷贝需借助 copy 模块的 deepcopy。
清空与反转
-
clear 函数释放列表资源,reverse 函数通过交换数组元素指针实现列表反转。
总结
理解列表的实现细节有助于优化 Python 代码,提升程序效率。网页防封源码深入探索这些内部机制,可以更好地编写和维护 Python 代码。QEMU虚拟机、源码 虚拟化与云原生
QEMU,全称为Quick Emulator,是Linux下的一款高性能的虚拟机软件,广泛应用于测试、开发、教学等场景。QEMU具备以下特点:
QEMU与KVM的关系紧密,二者分工协作,KVM主要负责处理虚拟机的CPU、内存、IO等核心资源的管理,而QEMU则主要负责模拟外设、提供虚拟化环境。KVM仅模拟性能要求较高的虚拟设备,如虚拟中断控制器和虚拟时钟,以减少处理器模式转换的开销。
QEMU的代码结构采用线程事件驱动模型,每个vCPU都是一个线程,处理客户机代码和模拟虚拟中断控制器、虚拟时钟。Main loop主线程作为事件驱动的中心,通过轮询文件描述符,调用回调函数,处理Monitor命令、定时器超时,实现VNC、IO等功能。
QEMU提供命令行管理虚拟机,如输入"savevm"命令可保存虚拟机状态。QEMU中每条管理命令的实现函数以"hmp_xxx"命名,便于快速定位。
QEMU的编译过程简便,先运行configure命令配置特性,选择如"–enable-debug"、"–enable-kvm"等选项,然后执行make进行编译。确保宿主机上安装了如pkg-config、zlib1g-dev等依赖库。安装完成后,可使用make install命令将QEMU安装至系统。
阅读QEMU源码时,可使用Source Insight 4.0等工具辅助。下载安装说明及工具文件,具体安装方法参考说明文档。QEMU源码可在官网下载,qemu.org/download/。
QEMU与KVM的集成提供了强大的虚拟化能力,广泛应用于虚拟机管理、测试、开发等场景。本文介绍了QEMU的核心特性和使用方法,帮助初次接触虚拟化技术的用户建立基础认知。深入了解QEMU与KVM之间的协作,以及virtio、virtio-net、vhost-net等技术,将为深入虚拟化领域打下坚实基础。
Lua5.4 源码剖析——虚拟机2 之 闭包与UpValue
故事将由我们拥有了一段 Lua 代码开始,我们先用 Lua 语言写一段简单的打印一加一计算结果的 Lua 代码,并把代码保存在 luatest.lua 文件中:
可执行的一个 Lua 文件或者一份单独的文本形式 Lua 代码,在 Lua 源码中叫做 "Chunk"。无论我们通过什么形式去执行,或者用什么编辑器去执行,最终为了先载入这段 Lua 的 Chunk 到内存中,无外乎会归结到以下两种方式:1)Lua 文件的载入:require 函数 或 loadfile 函数;2)Lua 文本代码块的载入:load 函数;这两种方式最终都会来到下面源码《lparse.c》luaY_parser 函数。该函数是解析器的入口函数,负责完成代码解析工作,最终会创建并返回一个 Lua 闭包(LClosure),见下图的红框部分:
另外,上图中间有一行代码最终会调用到 statement 函数,statement 函数是 Chunk 解析的核心函数,它会一个一个字符地处理我们编写的 Lua 代码,完成词法分析和语法分析工作,想要了解字符处理整个状态流程的可以自行研读该部分源码,见源码《lparse.c》statement 函数部分代码:
完成了解析工作之后,luaY_parser 函数会把解析的所有成果放到 Lua 闭包(LClosure)对象之中,这些存储的内容能保证后续执行器能正常执行 Lua 闭包对应的代码。
Lua 闭包由 Proto(也叫函数原型)与 UpValue(也叫上值)构成,见源码《lobject.h》LClosure 定义,我们下面将进行详细的讲解:
UpValue 是 Lua 闭包数据相关的,在 Lua 的函数调用中,根据数据的作用范围可以把数据分为两种类型:1)内部数据:函数内部自己定义的数据,或者通过函数参数的形式传入的数据(在 Lua 中通过参数传入的数据本质上也是先赋值给一个局部变量);2)外部数据:在函数的更外层进行定义,脱离了该函数后仍然有效的数据;外部数据在我们的 Lua 闭包中就是 UpValue,也叫上值。
既然 Lua 支持函数嵌套,也知道了 UpValue 本质就是上层函数的内部数据。那么 UpValue 有必要存储于 Lua 闭包(LClosure)结构体当中吗?是为了性能考虑而做的一层指针引用缓存吗?回答:并不是基于性能的考虑,因为在实际的 Lua 运用场景中,函数嵌套的层数通常来说不会太多,个别函数多一层的查询访问判断不会带来过多的性能开销。需要在闭包当中存储 UpValue 主要原因是因为内存。Lua 作为一门精致小巧的脚本语言,设计初衷不希望占用过多的系统内存,它会尽量及时地清理内存中用不到的对象。在嵌套函数中,内层函数如果仍然有被引用处于有效状态,而外层函数已经没有被引用了已经无效了,此时 Lua 支持在保留内层函数的情况下,对外层函数进行清除,从而可以清理掉外层函数引用的非当前函数 UpValue 用途以外的大量数据内存。
尽管外层函数被清除了,Lua 仍然可以保持内层函数用到的 UpValue 值的有效性。UpValue 如何能继续保持有效,我们在之前的基础教程《基本数据类型 之 Function》里面学习过,主要是因为 UpValue 有 open 与 close 两种状态,当外层函数被清除的时候,UpValue 会有一个由 open 状态切换到 close 状态的过程,会对数据进行一定的处理,感兴趣的同学可以回到前面复习一下。
UpValue 有效性例子
接下来我们举一个代码例子与一个图例,表现一下 UpValue 在退出外层函数后仍然生效的情况,看一下可以做什么样的功能需求,加深一下印象,请看代码与注释:
上述代码在执行 OutFunc 函数后,外层的 globalFunc 函数变量完成了赋值,每次对它进行调用,都将可以对它引用的 UpValue 值即 outUpValue 变量进行正常加 1。
函数的内部数据属于函数自身的内容,外部其它函数无法通过直接的方式访问其它函数的内部数据。函数自身的东西会存在于 LClosure 结构体的 Proto*p 字段中。Proto 全称 "Function Prototypes",通常也可以叫做 "函数原型",我们来看一下它的定义,见源码《lobject.h》Proto 结构体:
结构体字段比较多,我们先不细看,后面用到哪个字段会再进行补充说明。函数的内部数据分为常量与变量(即函数局部变量),分别对应上图的如下字段:
1)常量:TValue* k 为指针指向常量数组;int sizek 为函数内部定义的常量个数,也即常量数组 k 的元素个数。
2)局部变量:LocVar* locvars 为指针指向局部变量数组;int sizelocvars 为函数定义的局部变量个数,也即局部变量数组 locvars 的元素个数。
UpValue 的描述信息会存储在 Proto 结构体中的 Upvaldesc* upvalues 字段,解析器解析 Lua 代码的时候会生成这个 UpValue 描述信息,并用于生成指令,而执行器运行的时候可以通过该描述信息方便快速地构建出真正的 UpValue 数组。
至此,我们知道了函数拥有 UpValue,有常量,有局部变量。外部数据 UpValue 也讲完,内部数据也讲完。接下来,我们开始学习函数运行的逻辑指令相关内容。
函数逻辑指令存储于函数原型 Proto 结构体中,这些函数逻辑是由一行行的 Lua 代码构成的,代码会被解析器翻译成 Lua 虚拟机能识别的指令,我们把这些指令称为 "OpCode",也叫 "操作码"。Proto 结构体存储 OpCode 使用的是下图中红框部分字段,见源码《lobject.h》Proto 结构体:
至此,我们可以简单提前说一下 Lua 虚拟机的功能了,本质上来看,Lua 虚拟机的工作,就是为当前函数(或者当前一段 OpCode 数组)准备好数据,然后有序执行 OpCode 指令。
对 OpCode 有了一定的认识了,接下来我们要补充一个 OpCode 相关的 Lua 闭包相关的内容,就是 Lua 闭包的运行环境。
一个 Lua 文件在载入的时候会先创建出一个最顶层(Top level)的 Lua 闭包,该闭包默认带有一个 UpValue,这个 UpValue 的变量名为 "_ENV",它指向 Lua 虚拟机的全局变量表,即_G 表,可以理解为_G 表即为当前 Lua 文件中代码的运行环境 (env)。事实上,每一个 Lua 闭包它们第一个 UpValue 值都是_ENV。
ENV 的定义在我们之前提到的解析器相关函数 mainfunc 中,见源码《lparser.c》:
如果想要设置这个载入后的初始运行环境不使用默认的 _G 表,除了直接在该文件代码中重新赋值_ENV 变量这种粗暴且不推荐的方式以外,通常是通过我们前面提到的加载 Lua 文件函数或加载 Lua 字符串代码函数传入 env 参数(Table 类型),就可以用自定义的 Table 作为当前 Lua 闭包的全局变量环境了,env 参数为上面两个函数的最末尾一个参数,'[' 与 ']' 字符中的内容表示参数可选,函数的定义摘自 Lua5.4 官网文档:
所以我们可以在 Lua 代码通过 _ENV 访问当前环境:
在 Lua 的旧版本中,变量的查询最多会分为 3 步:1)先从函数局部变量中进行查找;2)找不到的话就从 UpValue 中查找;3)还找不到就从全局环境默认 _G 表查找。而在 Lua5.4 中,把 UpValue 与全局 _G 表的查询统一为 UpValue 查询,并把一些操作判断提前到了解析器解析阶段进行,例如函数内部使用的某个 UpVaue 变量在代码解析的时候就可以通过 UpValue 描述信息知道存储于 Lua 闭包 upvals 数组的哪个下标位置,在执行器运行的时候只需要直接在数组拿取对应下标的这个 UpValue 数据即可。
从 OpCode 的层面来看,Lua 除了支持通过一个 UpValue 数组下标访问一个 UpValue 变量,在把 _G 表合并到 UpValue 之后,Lua 为此实现了通过一个字符串 key 值从某个 Table 类型的 UpValue 中查询变量的操作。
至此,我们了解了 Lua 闭包的结构与运行环境,以及 OpCode 的基本概念。接下来,我们将深入学习 OpCode,掌握 OpCode 就掌握了整个 Lua 虚拟机数据与逻辑的流向。
KubeVirt网络源码分析
本文深入剖析KubeVirt网络架构中的关键组件与流程。KubeVirt的网络架构中,每个Kubernetes工作节点上运行的Pod,对应着一台Pod内的虚拟机。我们专注于网络组件,而非Kubernetes网络层面。
核心组件包括:Kubernetes工作节点、Pod、以及运行于Pod内的虚拟机(VM)。网络架构由三层组成,从外部到内部依次是:Kubernetes网络、libvirt网络、虚拟机网络。此文章仅聚焦于libvirt网络与虚拟机网络。
在`kubevirt/pkg/virt-launcher/virtwrap/manager.go`中,`func (l *LibvirtDomainManager) preStartHook(vm *v1.VirtualMachine, domain *api.Domain)`函数调用`SetupPodNetwork`方法,为虚拟机准备网络环境。
`SetupPodNetwork`方法主要执行三项任务,对应以下三个函数:`discoverPodNetworkInterface`、`preparePodNetworkInterfaces`、`StartDHCP`。
`discoverPodNetworkInterface`收集Pod接口信息,包括容器的IP和MAC地址。`preparePodNetworkInterfaces`对容器原始网络进行配置调整,确保DHCP服务能够正确地提供给虚拟机一个IP地址,以及网关和路由信息。此过程由`SingleClientDHCPServer`启动,该服务仅提供给虚拟机一个DHCP客户端。
以上描述基于KubeVirt 0.4.1版本的源码。对于后续版本的网络部分,将进行持续分析。
对于更深入的了解,推荐查阅QEMU创建传统虚拟机及其网络流程的相关资料。如有兴趣,欢迎关注微信公众号“后端云”。
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