1 虚拟化管理面无感卸载

1.1 简介

虚拟化管理面，即libvirtd，而虚拟化管理面卸载，即是将libvirtd卸载到虚拟机所在机器（以下称为host）之外的另一台机器（以下称为DPU）上运行。

我们使用了qtfs将host的一些与虚拟机运行相关的目录挂载到DPU上，使得虚拟化管理面工具可以访问到这些目录，为kvm虚拟机准备运行所需要的环境，此处，因为需要挂载远端的proc和sys，所以，我们创建了一个专门的rootfs以作为libvirtd的运行环境（以下称为/another_rootfs）。

并且通过rexec执行虚拟机的拉起、删除等操作，使得可以将虚拟化管理面和虚拟机分离在不同的两台机器上，远程对虚拟机进行管理。

1.2 相关组件介绍

1.2.1 rexec介绍

rexec是一个用c语言开发的远程执行组件，分为rexec client和rexec server。server端为一个常驻服务进程，client端为一个二进制文件，client端被执行后会基于udsproxyd服务与server端建立uds连接，并由server常驻进程在server端拉起指定程序。在libvirt虚拟化卸载中，libvirtd卸载到DPU上，当它需要在HOST拉起虚拟机qemu进程时调起rexec client进行远程拉起。

2 操作环境

物理机操作系统： openEuler 22.03 LTS 及之后的版本

libvirt版本： libvirt-6.9.0

qemu版本：6.2.0

文件下载列表：

1. DPU & HostOS 机器上下载相关patch包 0001-libvirt_6.9.0_offload_with_udsproxy.patch
1. DPU & HostOS 机器上下载并编译dpu-utilities https://gitee.com/openeuler/dpu-utilities.git ：本仓库中的qtfs/rexec目录中编译

git clone https://gitee.com/openeuler/dpu-utilities.git
cd dpu-utilities/qtfs/rexec/
make
yes | cp ./rexec* /usr/bin/

1. DPU 机器上下载对应软件包和库文件 qtfs.ko， libvirt-6.9.0.tat.xz
1. host 机器上安装qemu

yum install qemu

3 虚拟化管理面卸载操作指南

说明：
在host端和DPU端，都要拉起rexec_server；host侧可使用 [dpu IP]:[dpu rexec端口号] 远程操作DPU上的二进制，反之亦然；
host端拉起rexec_server，主要是用于DPU创建虚拟机时用rexec拉起qemu-kvm；

3.1 拉起rexec_server

3.1.1 拷贝二进制文件

rexec_server安装到DPU和host上

cp rexec_server /usr/bin/
chmod +x rexec_server

3.1.2 配置rexec_server服务

为方便起见，可以将rexec_server作为一个systemd服务；

同时在DPU和host上的/usr/lib/systemd/system/目录下，添加rexec.service服务文件，内容如下：

/usr/lib/systemd/system/rexec.service，service文件中的<端口号>根据用户的意愿自行分配

[Unit]
Description=Rexec_server Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
Environment=CMD_NET_ADDR=tcp://0.0.0.0:<端口号>
ExecStart=/usr/bin/rexec_server
ExecReload=/bin/kill -s HUP $
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target

通过systemctl start rexec，拉起rexec_server服务。

systemctl daemon-reload
systemctl enable --now rexec

3.1.3 rexec操作示例

配置好rexec_server服务后，如果要在DPU上调用host上的二进制，可先将rexec拷贝到/usr/bin下面，再使用如下命令远程执行对端服务器上的二进制；

CMD_NET_ADDR=tcp://<host ip>:<host端rexec_server端口号> rexec [要执行的指令]

例如，在DPU上操作host（假设ip为192.168.1.1，rexec端口号为6666）上的ls指令：

CMD_NET_ADDR=tcp://192.168.1.1:6666 rexec /usr/bin/ls

补充说明：
如果不想systemd服务的形式拉起rexec_server，可使用命令手动拉起。
例如，在host端执行CMD_NET_ADDR=tcp://0.0.0.0:<端口号> rexec_server 命令，可拉起rexec_server进程；

3.2 准备libvirtd运行的rootfs

注：本步骤仅需在DPU上执行

在下面的文档中，我们将这个rootfs称为/another_rootfs（具体的目录名称，可以根据自己的需求进行调整）

rootfs可使用如下3.2.1或3.2.2两种方案之一，推荐使用openEuler官方qcow2镜像。在准备好rootfs后，按照3.2.3中的方式，向/another_rootfs中安装软件包

3.2.1 拷贝根目录

一般来说，只需要将根目录直接拷贝到这个文件夹即可

请使用如下命令操作拷贝动作

mkdir /another_rootfs
cp -r /usr /another_rootfs
cp -r /sbin /another_rootfs
cp -r /bin /another_rootfs
cp -r /lib64 /another_rootfs
cp -r /lib /another_rootfs
mkdir /another_rootfs/boot
mkdir /another_rootfs/dev
mkdir /another_rootfs/etc
mkdir /another_rootfs/home
mkdir /another_rootfs/mnt
mkdir /another_rootfs/opt
mkdir /another_rootfs/proc
mkdir /another_rootfs/root
mkdir /another_rootfs/run
mkdir /another_rootfs/var
mkdir /another_rootfs/etc
mkdir /another_rootfs/sys
mkdir /another_rootfs/local_proc

3.2.2 使用openEuler官方qcow2镜像

如果根目录并非完全干净的新环境，可以使用openEuler官方提供的qcow2镜像，来准备一个新的rootfs：

3.2.2.1 工具安装

需要用yum安装xz、kpartx、qemu-img

yum install xz kpartx qemu-img

3.2.2.2 下载qcow2镜像

在openEuler官网获取22.03版本openEuler-x86虚拟机镜像(x86架构)，或者22.03版本openEuler-arm64虚拟机镜像（ARM架构）。

3.2.2.3 解压qcow2镜像

使用xz -d解压为openEuler-22.03-LTS-.qcow2文件，以x86镜像为例

xz -d openEuler-22.03-LTS-x86_64.qcow2.xz

3.2.2.4 挂载qcow2镜像并拷贝文件

使用modprobe nbd maxpart=<任意数字>来加载nbd模块
qemu-nbd -c /dev/nbd0 <虚拟机镜像的路径>
创建任意文件夹/random_dir
执行挂载mount /dev/nbd0p2 /random_dir
拷贝文件

mkdir /another_rootfs
cp -r /random_dir/* /another_rootfs/

此时，虚拟机镜像便已经挂载到当前文件夹中了；

3.2.2.5 卸载qcow2

在准备好rootfs后，需要卸载qcow2文件，此时，需要执行如下指令：

umount /random_dir
qemu-nbd -d /dev/nbd0

3.3 在host侧拉起qtfs_server

创建容器管理面所需要的文件夹，然后插入qtfs_server.ko，并拉起engine进程。

可以用如下脚本来执行此操作，如果执行错误，可能需要dos2unix来将此脚本的格式转换（如下所有脚本皆同理）。注意，在最后两行，需要将qtsf_server.ko和engine的路径填写为存放这两个组件的路径。

#!/bin/bash
mkdir /var/lib/libvirt

insmod <ko路径>/qtfs_server.ko qtfs_server_ip=0.0.0.0 qtfs_log_level=INFO #此处需要自行修改ko的路径
<engine路径>/engine 4096 16 #此处需要自行修改engine的路径

3.4 UDSPROXYD服务部署

3.4.1 简介

udsproxyd是一个跨主机的unix domain socket代理服务，需要分别部署在host和dpu上，在host和dpu上的udsproxyd组件是对等的关系，可以实现分布在host与dpu上的2个进程之间的uds通信，通信进程是无感的，也就是说如果这两个进程在同一主机内通过uds正常通信的功能，拉远到host和dpu之间也可以，不需要做代码适配，只需要作为client的一端加一个环境变量LD_PRELOAD=libudsproxy.so。

3.4.2 部署方式

首先，在dpu-utilities工程内编译udsproxyd：

cd qtfs/ipc

make && make install

当前最新版本下，qtfs server侧的engine服务已经整合了udsproxyd的能力，所以server侧若部署了qtfs后不需要再额外启动udsproxyd。client侧则单独拉起udsproxyd服务：

nohup /usr/bin/udsproxyd <thread num> <addr> <port> <peer addr> <peer port> 2>&1 &

参数解释：

thread num: 线程数量，目前只支持单线程，填1.

addr: 本机使用的ip

port：本机占用的port

peer addr: udsproxyd对端的ip

peer port: 对端port

示例：

nohup /usr/bin/udsproxyd 1 192.168.10.10 12121 192.168.10.11 12121 2>&1 &

如果未拉起qtfs的engine服务，想单独测试udsproxyd，则在server端也对等拉起udsproxyd即可：nohup /usr/bin/udsproxyd 1 192.168.10.11 12121 192.168.10.10 12121 2>&1 &

然后将libudsproxy.so拷贝到libvirt的chroot目录下的/usr/lib64中以提供给libvirtd服务使用，这一步在后面介绍。

3.5 挂载host上依赖目录至DPU

3.5.1 安装软件包

3.5.2.1 在根目录的安装

在/another_rootfs中安装libvirt-client

yum install libvirt-client

3.5.2.2 another_rootfs环境配置

在/another_rootfs中，安装libvirtd；

cd /another_rootfs
tar -xf <path_to>/libvirtd-6.9.0.tar.xz #此处需要改动libvirtd-6.9.0.tar.xz的路径
cd libvirtd-6.9.0
patch -p1 < 0001-libvirt_6.9.0_1201_offload.patch #此处需要改动path_to_patch的路径为libvirt的patch路径，并按顺序一个一个打入patch
chroot /another_rootfs
yum groupinstall "Development tools" -y
yum install -y vim meson qemu qemu-img strace edk2-aarch64 tar

yum install -y rpcgen python3-docutils glib2-devel gnutls-devel libxml2-devel libpciaccess-devel libtirpc-devel yajl-devel systemd-devel dmidecode glusterfs-api numactl

cd /libvirtd-6.9.0

CFLAGS='-Wno-error=format -Wno-error=int-conversion -Wno-error=implicit-function-declaration -Wno-error=nested-externs -Wno-error=declaration-after-statement -Wno-error=unused-result -Wno-error=missing-prototypes -Wno-error=int-conversion -Wno-error=unused-parameter -Wno-error=unused-variable -Wno-error=pointer-sign -Wno-error=discarded-qualifiers -Wno-error=unused-function' meson build --prefix=/usr -Ddriver_remote=enabled -Ddriver_network=enabled -Ddriver_qemu=enabled -Dtests=disabled -Ddocs=enabled -Ddriver_libxl=disabled -Ddriver_esx=disabled -Dsecdriver_selinux=disabled -Dselinux=disabled

ninja -C build install
exit

并需要将rexec拷贝到/another_rootfs/usr/bin下面，并对其添加可执行权限

cp rexec /another_rootfs/usr/bin
chmod +x /another_rootfs/usr/bin/rexec

在/another_rootfs中，通过如下脚本创建脚本/usr/bin/qemu-kvm, /usr/libexec/qemu-kvm，此脚本需要将<host的ip>和<rexec server端口>改为host的ip和host上rexec_server的端口号

chroot /another_rootfs
touch /usr/bin/qemu-kvm
touch /usr/libexec/qemu-kvm
cat > /usr/bin/qemu-kvm <<EOF
#!/bin/bash
host=<host的ip>
port=<rexec server端口>
CMD_NET_ADDR=tcp://\$host:\$port exec /usr/bin/rexec /usr/bin/qemu-kvm \$*
EOF
cat > /usr/libexec/qemu-kvm <<EOF
#!/bin/bash
host=<host的ip>
port=<rexec server端口>
CMD_NET_ADDR=tcp://\$host:\$port exec /usr/bin/rexec /usr/bin/qemu-kvm \$*
EOF
chmod +x /usr/libexec/qemu-kvm
chmod +x /usr/bin/qemu-kvm
exit

3.5.2.3 目录挂载

在DPU上执行如下的脚本，将libvirtd所需要的host目录挂载到DPU。

并且，需要确保在以下脚本 prepare.sh 中被挂载的远程目录在host和DPU都存在。

#!/bin/bash
insmod <qtfs.ko路径>/qtfs.ko qtfs_server_ip=<server ip> qtfs_log_level=INFO #此处需要改动qtfs.ko的路径，并改动<server ip>

systemctl stop libvirtd
 
mkdir -p /var/run/rexec/pids
cat >/var/run/rexec/qmpport << EOF
<qmp端口号>
EOF
cat > /var/run/rexec/hostaddr <<EOF
<服务端ip>
EOF
cat > /var/run/rexec/rexecport << EOF
<rexec端口号>
EOF

rm -f `find /var/run/libvirt/ -name "*.pid"`
rm -f /var/run/libvirtd.pid

if [ ! -d "/another_rootfs/local_proc" ]; then
    mkdir -p /another_rootfs/local_proc
fi
if [ ! -d "/another_rootfs/local" ]; then
    mkdir -p /another_rootfs/local
fi
mount -t proc proc /another_rootfs/local_proc/
mount -t proc proc /another_rootfs/local/proc
mount -t sysfs sysfs /another_rootfs/local/sys
mount --bind /var/run/ /another_rootfs/var/run/
mount --bind /var/lib/ /another_rootfs/var/lib/
mount --bind /var/cache/ /another_rootfs/var/cache
mount --bind /etc /another_rootfs/etc

mkdir -p /another_rootfs/home/VMs/
mount -t qtfs /home/VMs/ /another_rootfs/home/VMs/

mount -t qtfs /var/lib/libvirt /another_rootfs/var/lib/libvirt

mount -t devtmpfs devtmpfs /another_rootfs/dev/
mount -t hugetlbfs hugetlbfs /another_rootfs/dev/hugepages/
mount -t mqueue mqueue /another_rootfs/dev/mqueue/
mount -t tmpfs tmpfs /another_rootfs/dev/shm

mount -t sysfs sysfs /another_rootfs/sys
mkdir -p /another_rootfs/sys/fs/cgroup
mount -t tmpfs tmpfs /another_rootfs/sys/fs/cgroup
list="perf_event freezer files net_cls,net_prio hugetlb pids rdma cpu,cpuacct memory devices blkio cpuset"
for i in $list
do
        echo $i
        mkdir -p /another_rootfs/sys/fs/cgroup/$i
        mount -t cgroup cgroup -o rw,nosuid,nodev,noexec,relatime,$i /another_rootfs/sys/fs/cgroup/$i
done

## common system dir
mount -t qtfs -o proc /proc /another_rootfs/proc
echo "proc"

mount -t qtfs /sys /another_rootfs/sys
echo "cgroup"
mount -t qtfs /dev/pts /another_rootfs/dev/pts
mount -t qtfs /dev/vfio /another_rootfs/dev/vfio

3.6 拉起libvirtd

在DPU上，打开一个窗口，并且chroot到/another_rootfs

chroot /another_rootfs

用如下的命令先拉起virtlogd，后拉起virtlogd

#!/bin/bash
virtlogd -d
libvirtd -d

因为我们已经将/var/run/和/another_rootfs/var/run/绑定在了一起，所以，我们可以在正常的rootfs下，通过virsh来访问libvirtd，从而管理容器。

4 环境恢复

如果需要卸载相关的目录，需要执行如下指令

#!/bin/bash

umount /root/p2/dev/hugepages
umount /root/p2/etc
umount /root/p2/home/VMs
umount /root/p2/local_proc
umount /root/p2/var/lib/libvirt
umount /root/p2/var/lib
umount /root/p2/*
umount /root/p2/dev/pts
umount /root/p2/dev/mqueue
umount /root/p2/dev/shm
umount /root/p2/dev/vfio
umount /root/p2/dev
rmmod qtfs

umount /root/p2/sys/fs/cgroup/*
umount /root/p2/sys/fs/cgroup
umount /root/p2/sys