在您的机器上设置和使用 KVM

基于内核的虚拟机 (KVM) 是一个 Linux 内核模块，允许创建由内核管理的虚拟机。 在最新的 x86 和 ARM 处理器上，KVM 支持硬件辅助虚拟化，使虚拟机能够以接近原生速度运行。 gem5 的 KVMCPU 在 gem5 中启用了此功能，但代价是架构统计信息不会被 gem5 记录。 使用 KVMCPU 时，可以通过 perf 可选地收集一些统计信息，但此选项需要 root 权限。

为了使用 gem5 的 KVMCPU 来快进您的模拟，您必须拥有兼容 KVM 的处理器并在您的机器上安装 KVM。 本页将指导您在机器上启用 KVM 并在 gem5 中使用它。

注意：以下教程假设使用 X86 Linux 主机。 本教程的各个部分可能不适用于其他架构或不同的操作系统。 目前 KVM 支持可用于 X86 和 ARM 模拟（分别使用 X86 和 ARM 主机）。

确保系统兼容性

要查看您的处理器是否支持硬件虚拟化，请运行以下命令：

grep -E -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo

如果命令返回 0，您的处理器不支持硬件虚拟化。 如果命令返回 1 或更多，您的处理器确实支持硬件虚拟化

您可能仍需要确保在 BIOS 中启用了它。 执行此操作的过程因制造商和型号而异。 请查阅您的主板手册以获取更多信息。

最后，建议您在主机上使用 64 位内核。 在主机上使用 32 位内核的限制如下：

• 您只能为虚拟机分配 2GB 内存
• 您只能创建 32 位虚拟机。

这可能会严重限制 KVM 在 gem5 模拟中的有用性。

启用 KVM

为了让 KVM 直接与 gem5 一起工作，必须安装以下依赖项：

sudo apt-get install qemu-kvm libvirt-daemon-system libvirt-clients bridge-utils

接下来，您需要将用户添加到 kvm 和 libvirt 组。 运行以下两个命令：

sudo adduser `id -un` libvirt
sudo adduser `id -un` kvm

之后，您需要退出然后重新连接到您的帐户。 如果您使用 SSH，请断开所有会话并重新登录。 现在，如果您运行下面的 groups 命令，您应该看到 kvm 和 libvirt。

验证 KVM 是否工作

“configs/example/gem5_library/x86-ubuntu-run-with-kvm.py” 文件是一个 gem5 配置，它将创建一个使用 KVM 启动 Ubuntu 24.04 镜像的模拟。 可以使用以下命令执行：

scons build/ALL/gem5.opt -j`nproc`
./build/ALL/gem5.opt configs/example/gem5_library/x86-ubuntu-run-with-kvm.py

如果您使用预构建的 gem5 二进制文件，请使用以下命令：

gem5 configs/example/gem5_library/x86-ubuntu-run-with-kvm.py

如果模拟成功运行，您已成功安装 KVM 并可以在 gem5 中使用它。

KVMCPU、快进和 perf

perf 是 Linux 中的一项功能，允许用户访问性能计数器。 默认情况下，KVMCPU 启用 perf 以收集统计信息，例如执行的指令数。 通常，perf 需要一些系统权限来设置。 否则，您会遇到相关的权限问题，例如 kernel.perf_event_paranoid 值太高。

但是，如果您想快进模拟并且不打算收集快进阶段的统计信息，您可以在使用 KVMCPU 时选择不使用 perf。 KVMCPU SimObject 有一个名为 usePerf 的参数，它指定 KVMCPU 是否应该使用 perf 收集统计信息。 此选项默认启用。

以下是关闭 perf 的示例， https://github.com/gem5/gem5/blob/stable/configs/example/gem5_library/x86-ubuntu-run-with-kvm-no-perf.py。