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【翻译】libvirt虚拟机xml配置文件格式（2）Operating system booting

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原文网址：https://libvirt.org/formatdomain.html#id8

这里有很多不同的方法用来引导操作系统开机，每一个都有优点与缺点。

BIOS bootloader

支持全虚拟化（full virtualization）的虚拟机管理程序可以通过BIOS引导开机。在这种情况下，BIOS存在开机顺序优先级（软盘floppy、硬盘harddisk、光盘cdrom、网络network）决定到哪里去获取/查找开机镜像（boot image）。

<!-- Xen with fullvirt loader -->
<!-- 使用全虚拟化加载器的Xen-->
...
<os>
  <type>hvm</type>
  <loader>/usr/lib/xen/boot/hvmloader</loader>
  <boot dev='hd'/>
</os>
...

<!-- QEMU with default firmware, serial console and SMBIOS -->
<!-- 使用默认的硬件、串行控制台和SMBIOS的QEMU-->
...
<os>
  <type>hvm</type>
  <boot dev='cdrom'/>
  <bootmenu enable='yes' timeout='3000'/>
  <smbios mode='sysinfo'/>
  <bios useserial='yes' rebootTimeout='0'/>
</os>
...

<!-- QEMU with UEFI manual firmware and secure boot -->
<!-- 使用UEFI手动固件和安全启动的QEMU-->
...
<os>
  <type>hvm</type>
  <loader readonly='yes' secure='yes' type='pflash'>/usr/share/OVMF/OVMF_CODE.fd</loader>
  <nvram template='/usr/share/OVMF/OVMF_VARS.fd'>/var/lib/libvirt/nvram/guest_VARS.fd</nvram>
  <boot dev='hd'/>
</os>
...

<!-- QEMU with UEFI manual firmware, secure boot and with NVRAM type 'file'-->
<!-- 使用UEFI手动固件、安全启动和NVRAM类型文件的QEMU-->
...
<os>
  <type>hvm</type>
  <loader readonly='yes' secure='yes' type='pflash'>/usr/share/OVMF/OVMF_CODE.fd</loader>
  <nvram type='file' template='/usr/share/OVMF/OVMF_VARS.fd'>
    <source file='/var/lib/libvirt/nvram/guest_VARS.fd'/>
  </nvram>
  <boot dev='hd'/>
</os>
...

<!-- QEMU with UEFI manual firmware, secure boot and with network backed NVRAM'-->
<!-- 使用UEFI手动固件、安全启动和网络支持的NVRAM的QEMU-->
...
<os>
  <type>hvm</type>
  <loader readonly='yes' secure='yes' type='pflash'>/usr/share/OVMF/OVMF_CODE.fd</loader>
  <nvram type='network'>
    <source protocol='iscsi' name='iqn.2013-07.com.example:iscsi-nopool/0'>
      <host name='example.com' port='6000'/>
      <auth username='myname'>
        <secret type='iscsi' usage='mycluster_myname'/>
      </auth>
    </source>
  </nvram>
  <boot dev='hd'/>
</os>
...

<!-- QEMU with automatic UEFI firmware and secure boot -->
<!-- 使用自动UEFI固件和安全启动的QEMU-->
...
<os firmware='efi'>
  <type>hvm</type>
  <loader secure='yes'/>
  <boot dev='hd'/>
</os>
...

<!-- QEMU with automatic UEFI stateless firmware for AMD SEV -->
<!-- 使用适用于AMD SEV的自动UEFI无状态固件的QEMU-->
...
<os firmware='efi'>
  <type>hvm</type>
  <loader stateless='yes'/>
  <boot dev='hd'/>
</os>
...

firmware固件

firmware属性项允许管理程序自动填充和元素，通过选择的固件可以使能启用一些必须的特征项。可接受的值为bios和efi。选择过程扫描在特定位置的描述已安装固件镜像的文件，使用最具体的一个填充domain的需求。选择的位置（从通用到最具体的一个）如下：

  • /usr/share/qemu/firmware
  • /etc/qemu/firmware
  • $XDG_CONFIG_HOME/qemu/firmware

对于更多信息，可以参考QEMU代码库中的docs/interop/firmware.json描述的固件元数据规范。常规用户可不关心这一点。从libvirt 5.2.0（仅限于QEMU和KVM）版本开始。

对于VMware客户机，当客户机使用UEFI时则必须设置为efi，使用BIOS时可以不设置。从libvirt 5.3.0（VMware ESX和Workstation/Player）版本开始。

type类型

type属性项指明了在虚拟机中启动的操作系统的类型。

  • hvm表明操作系统被设计用来在裸机（bare metal）上运行，因此需要全虚拟化。
  • linux（糟糕的命名）表明是一个支持Xen 3虚拟机管理程序客户机ABI的操作系统。
  • 【可选】arch表明了需要虚拟化的CPU架构。
  • 【可选】machine表明了机器类型。

xml功能（Capabilities XML）章节描述了允许值得详细信息。大多数虚拟机管理程序的驱动程序都省略了arch的设置，则所在主机host的架构就会被选择。对于test、ESX和VMWare虚拟机管理程序驱动程序，在x86_64主机上通常会选择i686架构。从libvirt 0.0.1版本开始提供支持。

firmware固件

从libvirt 7.2.0版本开始仅对QEMU/KVM提供支持。

当使用固件自动选择功能时，固件中存在不同的可用特征。特征列表限制了为虚拟机自动选择的固件。特征列表也可以通过使用0或更多的feature元素进行指定。选择硬件时，libvirt只会考虑列表中的特征，忽略其他特征项。

feature

强制属性列表：

  • enabled：可用值为yes和no，告诉libvirt在自动选择固件时是否要启用或禁用对应特征项

  • name：特征项名称，特征值如下表所示：

    • enrolled-keys:选择的nvram模板是否有默认证书注册。带有安全启动（Secure Boot）特征的固件如果没有注册密钥，将会以无签名二进制文件成功开机。仅针对带有安全启动（Secure Boot）特征的固件进行校验。

    • secure-boot:固件是否实现UEFI安全启动（Secure Boot）特征。

loader

可选配置项loader标签指的是固件blob，通过绝对路径指定，被用来辅助domain创建过程。该标签为Xen全虚拟化domain使用，也被用来为QEMU/KVM domain设置QEMU BIOS文件路径。Xen自libvirt 0.1.0版本后被支持，QEMU/KVM自libvirt 0.9.12版本后被支持。该元素有两个可选的属性项：readonly（可用值为yes或no）表明镜像是可写的还是只读的。第二个属性项type可用值为rom和pflash。其告诉虚拟机管理程序文件应该被映射到客户机内存的什么位置上。例如，如果loader的路径指向一个UEFI镜像，type就应该是pflash。此外，一些固件会实现安全启动（Secure Boot）功能。属性项secure可以向虚拟机管理程序表明固件是否兼容安全启动（Secure Boot）功能。它不能用于在固件中启用或禁用功能本身。自libvirt 2.1.0版本后被支持.如果loader被标记为只读（read-only），之后在UEFI环境下，其会假定这里存在一个可用的可写NVRAM。在某些情况下，loader更倾向于在无 NVRAM环境下运行，在关机时丢弃任何配置变化。stateless标识（自libvirt 8.6.0版本后被支持）可被用来控制这种行为，如果设置为n，o则NVRAM将永远不会被创建。

nvram

一些UEFI固件可能想要使用一个非易失性存储器去保存一些变量。在主机中，这表示为一个文件，文件的绝对路径被保存在这一元素中。此外，当domain启动时，libvirt复制在qemu.conf中定义的所谓的主NVRAM存储文件。如果必要的话，template属性可用于配置文件中主NVRAM存储的每个域的覆盖映射。对于非持久性domain，如果NVRAM文件已由libvirt创建，则它会被留下，并且管理程序有责任保存和删除文件（如果需要持久保存）。自1.2.8起。

自8.5.0版本起，该元素拥有type属性项（可用值为file、block和network）。在这种情况下，NVRAM存储器被子元素使用和disk源相同的语法进行阐述。详情可参阅Hard drives, floppy disks, CDROMs章节。

注意：network支持的NVRAM不是从template中实例化的，因此使用者需人为提供一个可用的NVRAM镜像。

如果loader被标记为stateless，则提供该元素是无效的。

boot

dev属性项使用fd、hd、cdrom和network等值。用于指定下一个要考虑的引导设备。boot元素可以重复多次以安装用于轮流尝试的引导设备优先级列表。多个相同类型的设备根据它们的目标进行排序，同时保留总线的顺序。在define完domain后，libvirt返回XML配置（通过virDomainGetXMLDesc）列出已排好序的设备。排序完成之后，第一个设备被标记为可引导的（bootable）。配置为从“hd”引导且分配有vdb、hda、vda和hdc磁盘的域将从vda引导启动（排序列表为vda、vdb、hda、hdc）。类似的带有hdc、vda、vdb和hda磁盘的domain竟会从hda（磁盘排序为：hda、hdc、vda和vdb）引导启动。以所需方式进行配置将会十分麻烦，这就是引入每个设备引导元素的原因，也是提供对引导顺序的完全控制的首选方式。boot元素和每个设备引导元素是互斥的。boot元素自0.1.3起提供支持，per-device boot自0.8.8起提供支持。

smbios

如何填充客户机中可见的SMBIOS信息。mode属性项必须被指定，其值为emulate（虚拟机管理程序生成所有值）、host（从主机的SMBIOS值中复制除UUID之外的全部Block 0 和Block 1；virConnectGetSysinfo函数调用可以被用来查看哪些值被复制）或sysinfo（使用 SMBIOS System Information元素中的值）。如果未制定，则虚拟机管理程序默认使用。从0.8.7版本起提供支持。

到目前为止，BIOS/UEFI配置旋钮足够通用，可以由大多数（不是全部）固件实现。然而，从现在开始，并不是每一个单项配置都对所有固件起作用。例如，rebootTimeout对UEFI无作用，useserial可能对不产生输出到串行行的BIOS固件有影响等等。此外，固件经常不能导出其功能以便libvirt（或使用者）进行检查。固件功能的集合会随着新版本而发生变化。因此，建议用户在生产中依赖它们之前尝试他们使用的设置。

bootmenu

在客户机启动时是否启用交互式引导菜单提示。enable属性项可以是yes或no。如果没有指明，虚拟机见识程序默认使用该功能。自0.8.3版本提供支持。额外的属性项timeout指明需要多少毫秒等待启动菜单，直到它超时。允许的值是 [0, 65535] 范围内的数字，除非 enable 设置为“yes”，否则该属性项会被忽略。自1.2.8版本提供支持。

bios

该元素属性项useserial可用值为yes或no。该属性项启用或禁用串行图形适配器（Serial Graphics Adapter）功能，该功能可以使得用户在串口上看到BIOS信息。因此，需定义串口。自0.9.4版本起。自0.10.2版本起（仅限于QEMU）。还有另外一个属性项rebootTimeout，当引导启动失败时，该属性想决定是否重启以及间隔多长时间后再次尝试引导启动。该值以毫秒为单位，最大值为65535，特殊值-1禁用重启功能。

Host bootloader

采用半虚拟化的管理程序通常不会模拟BIOS，而是主机负责启动操作系统引导。在主机中使用pseudo-bootloader提供接口以便为客户机选择一个内核。一个例子便是Xen的pygrub。而Bhyve虚拟机管理程序也使用主机bootloader方式，bhyveload或grub-bhyve。

bootloader

bootloader提供了主机操作系统中引导加载程序可执行文件的完全限定路径。运行bootloader选择要引导的内核。引导加载程序所需的输出取决于使用的管理程序。自0.1.1起。

bootloader_args

可选配置项bootloader_args允许将命令行参数传递给bootloader。自0.2.3起。

Direct kernel boot

安装一个新的客户机操作系统时，直接从存储在主机操作系统中的内核和 initrd引导通常很有用，可以将命令行参数直接传递给安装程序。该功能可在半虚拟化和全虚拟化客户机中使用。

...
<os>
  <type>hvm</type>
  <loader>/usr/lib/xen/boot/hvmloader</loader>
  <kernel>/root/f8-i386-vmlinuz</kernel>
  <initrd>/root/f8-i386-initrd</initrd>
  <cmdline>console=ttyS0 ks=http://example.com/f8-i386/os/</cmdline>
  <dtb>/root/ppc.dtb</dtb>
  <acpi>
    <table type='slic'>/path/to/slic.dat</table>
  </acpi>
</os>
...

type

该属性项与之前在BIOS bootloader中的描述有相同的语义。

loader

该属性项与之前在BIOS bootloader中的描述有相同的语义。

kernel

该属性项指明了主机中内核镜像的全限定路径。

initrd

该属性项指明了主机中ramdisk镜像（可选项）的全限定路径。

cmdline

该属性项指明了引导启动时传递给内核（或安装程序）的参数。这经常被用来指定备用主控制台（或串口）、安装媒体源/kickstart 文件。

dtb

该元素项指明了主机中的设备树二进制（device tree binary，dtb）镜像的全限定路径。从1.0.4版本起提供支持。

acpi

table元素包含了ACPI（Advanced Configuration and Power Interface，高级配置和电源接口）表。type属性项包含ACPI表类型（当前只有slic被支持）。自1.3.5支持QEMU。自5.9.0支持Xen。

Container boot

当使用基于虚拟化的容器引导启动一个虚拟机时，可不使用内核/引导镜像，使用init元素指定init二进制文件的路径。默认无参数加载。为指明初始化参数，使用initarg参数项，根据需要重复多次。如果设置了cmdline元素，将会被用来提供一个/proc/cmdline的替代项，但是却不会影响初始化参数（init argv）。

使用initenv元素设置环境变量，一个元素代表一个变量。

使用initdir元素为初始化设置特定的工作目录。

以给定的用户或用户组运行初始化命令，分别使用inituser或initgroup。两个元素可以被用来提供用户id或用户名称。使用**a+**前缀用户或组ID将强制将其视为数值。如果没有该项，它将首先作为用户名或组名进行尝试。

<os>
  <type arch='x86_64'>exe</type>
  <init>/bin/systemd</init>
  <initarg>--unit</initarg>
  <initarg>emergency.service</initarg>
  <initenv name='MYENV'>some value</initenv>
  <initdir>/my/custom/cwd</initdir>
  <inituser>tester</inituser>
  <initgroup>1000</initgroup>
</os>

如果想要使用用户命名空间，设置idmap属性项。uid和gid元素有3个属性项：

  • start：容器的第一个用户ID。其值为0.

  • target：容器的第一个用户ID将会映射到主机中的目标用户ID。

  • count：映射到主机中的用户的容器用户数量。

本章节描述了用来代表作用域的xml文件格式，根据运行的作用于种类的格式变化，有一些可选配置项用来加载文件。对于特定虚拟机的细节可以查看
相关文件。