KVM中vCPU在哪几种模式下执行

KVM中vCPU在三种模式下执行：

• 客户模式（Guest Mode）运行GuestOS，执行Guest非IO操作指令。

• 用户模式（User Mode）运行QEMU，实现IO模拟与管理。

• 内核模式（Kernel Mode）运行KVM内核，实现模式的切换（VM Exit/VM Entry），执行特权与敏感指令。

KVM内核加载时执行VMXON指令进入VMX操作模式，VMM进入VMX Root模式，可执行VMXOFF指令退出。GuestOS执行特权或敏感指令时触发VM Exit，系统挂起GuestOS通过VMCALL调用VMM，切换到Root模式执行，VMExit开销是比较大的。VMM执行完成后，可执行VMLANCH或VMRESUME指令触发VM Entry切换到Non-root模式，系统自动加载GuestOS运行。

VMX定义了VMCS（Virtual Machine Control Structure）数据结构来记录vCPU相关的寄存器内容与控制信息，发生VMExit或VMEntry时需要查询和更新VMCS。VMM为每个vCPU维护一个VMCS，大小不超过4KB，存储在内存中VMCS区域，通过VMCS指针进行管理。VMCS主要包括3部分信息，control data主要保存触发模式切换的事件及原因；Guest state 保存Guest运行时状态，在VM Entry时加载；Host state保存VMM运行时状态，在VM Exit时加载。通过读写VMCS结构对Guest进行控制。