需求场景分析

在嵌入式系统开发过程中，我们经常需要在KVM虚拟机中测试根文件系统(rootfs)。传统做法是将rootfs打包成镜像文件(如qcow2或raw格式)，每次修改都需要重新打包，开发效率较低。

特别是在以下场景中尤为不便：

• 频繁修改rootfs中的配置文件
• 需要实时调试动态库
• 快速验证脚本修改效果

解决方案原理

KVM/QEMU支持通过virtio-9p或Plan9协议，将宿主机目录共享给虚拟机作为rootfs。这种方式相比镜像文件有以下优势：

1. 修改实时生效，无需重新打包
2. 可以直接使用宿主机工具操作文件
3. 节省磁盘空间(无需多份镜像副本)

具体实现步骤

以Ubuntu 20.04为例，演示如何配置：

# 1. 首先确保内核支持9p文件系统
sudo modprobe 9p
sudo modprobe 9pnet_virtio

# 2. 准备宿主机共享目录
mkdir -p ~/kvm_share/rootfs
sudo chown -R nobody:nogroup ~/kvm_share/rootfs

# 3. 启动QEMU时添加共享参数
qemu-system-x86_64 \
    -enable-kvm \
    -m 2048 \
    -smp 2 \
    -drive file=vm.qcow2,if=virtio \
    -fsdev local,security_model=passthrough,id=fsdev0,path=~/kvm_share/rootfs \
    -device virtio-9p-pci,id=fs0,fsdev=fsdev0,mount_tag=hostshare \
    -net nic -net user

虚拟机内配置

进入虚拟机后，需要挂载共享目录：

# 创建挂载点
mkdir /mnt/hostshare

# 挂载9p文件系统
mount -t 9p -o trans=virtio,version=9p2000.L hostshare /mnt/hostshare

# 如果要作为根文件系统，需要修改init脚本
# 在/etc/init.d/rcS中添加：
mount --bind /mnt/hostshare /root
exec chroot /root /sbin/init

性能优化建议

对于IO密集型场景，可以调整以下参数：

-fsdev local,security_model=passthrough,cache=loose,id=fsdev0,path=~/kvm_share/rootfs

其中cache=loose可以提高性能，但会降低数据一致性保证。

常见问题解决

权限问题：确保宿主机共享目录对nobody用户可读写

启动失败：检查内核是否加载了9p相关模块

性能低下：考虑使用SSD存储或调整cache参数

替代方案比较