Skip to content

Latest commit

 

History

History
230 lines (170 loc) · 11.3 KB

README_CN.md

File metadata and controls

230 lines (170 loc) · 11.3 KB

AxVisor

一个基于 ArceOS 的统一模块化虚拟机管理程序

GitHub stars GitHub forks license

English | 中文

简介

AxVisor 是基于 ArceOS unikernel 框架实现的 Hypervisor。其目标是利用 ArceOS 提供的基础操作系统功能作为基础，实现一个统一的模块化 Hypervisor。

“统一”指使用同一套代码同时支持 x86_64、Arm(aarch64) 和 RISC-V 三种架构，以最大化复用架构无关代码，简化代码开发和维护成本。

“模块化”指 Hypervisor 的功能被分解为多个模块，每个模块实现一个特定的功能，模块之间通过标准接口进行通信，以实现功能的解耦和复用。

架构

AxVisor 的软件架构分为如下图所示的五层，其中，每一个框都是一个独立的模块，模块之间通过标准接口进行通信。

Architecture

完整的架构描述可以在文档中找到。

硬件平台

目前，AxVisor 已经在如下平台进行了验证：

  • QEMU ARM64 virt (qemu-max)
  • Rockchip RK3568 / RK3588
  • 黑芝麻华山 A1000

客户机

目前，AxVisor 已经在对如下系统作为客户机的情况进行了验证：

构建及运行

AxVisor 启动之后会根据客户机配置文件中的信息加载并启动客户机。目前，AxVisor 即支持从 FAT32 文件系统加载客户机镜像，也支持通过静态编译方式（include_bytes）将客户机镜像绑定到虚拟机管理程序镜像中。

构建环境

AxVisor 是使用 Rust 编程语言编写的，因此，需要根据 Rust 官方网站的说明安装 Rust 开发环境。此外，还需要安装 cargo-binutils 以便使用 rust-objcopy 和 rust-objdump 等工具

$ cargo install cargo-binutils

根据需要，可能还要安装 musl-gcc 来构建客户机应用程序

配置文件

由于客户机配置是一个复杂的过程，AxVisor 选择使用 toml 文件来管理客户机的配置，其中包括虚拟机 ID、虚拟机名称、虚拟机类型、CPU 核心数量、内存大小、虚拟设备和直通设备等。在源码的 ./config/vms 目录下是一些客户机配置的示例模板。

此外，也可以使用 axvmconfig 工具来生成一个自定义配置文件。详细介绍参见 axvmconfig。

从文件系统加载运行

  1. 构建适用于自己架构的客户机镜像文件。以 ArceOS 主线代码为例，执行 make PLATFORM=aarch64-qemu-virt SMP=1 A=examples/helloworld 获取 helloworld_aarch64-qemu-virt.bin

  2. 制作一个磁盘镜像文件，并将客户机镜像放到文件系统中

    1. 使用 make disk_img 命令生成一个空的 FAT32 磁盘镜像文件 disk.img

    2. 手动挂载 disk.img，然后将自己的客户机镜像复制到该文件系统中

      $ mkdir -p tmp
$ sudo mount disk.img tmp
$ sudo cp /PATH/TO/YOUR/GUEST/VM/IMAGE tmp/
$ sudo umount tmp

  3. 修改对应的 ./configs/vms/<ARCH_CONFIG>.toml 文件中的配置项

    • image_location="fs" 表示从文件系统加载
    • kernel_path 指出内核镜像在文件系统中的路径
    • entry_point 指出内核镜像的入口地址
    • kernel_load_addr 指出内核镜像的加载地址
    • 其他

  4. 执行 make ACCEL=n ARCH=aarch64 LOG=info VM_CONFIGS=configs/vms/arceos-aarch64.toml APP_FEATURES=fs run 构建 AxVisor，并在 QEMU 中启动。

从内存加载运行

  1. 构建适用于自己架构的客户机镜像文件。以 ArceOS 主线代码为例，执行 make PLATFORM=aarch64-qemu-virt SMP=1 A=examples/helloworld 获取 helloworld_aarch64-qemu-virt.bin

  2. 修改对应的 ./configs/vms/<ARCH_CONFIG>.toml 中的配置项

    • image_location="memory" 配置项
    • kernel_path 指定内核镜像在工作空间中的相对/绝对路径
    • entry_point 指出内核镜像的入口地址
    • kernel_load_addr 指出内核镜像的加载地址
    • 其他

  3. 执行 make ACCEL=n ARCH=aarch64 LOG=info VM_CONFIGS=configs/vms/arceos-aarch64.toml run 构建 AxVisor，并在 QEMU 中启动。

启动示例

       d8888                            .d88888b.   .d8888b.
      d88888                           d88P" "Y88b d88P  Y88b
     d88P888                           888     888 Y88b.
    d88P 888 888d888  .d8888b  .d88b.  888     888  "Y888b.
   d88P  888 888P"   d88P"    d8P  Y8b 888     888     "Y88b.
  d88P   888 888     888      88888888 888     888       "888
 d8888888888 888     Y88b.    Y8b.     Y88b. .d88P Y88b  d88P
d88P     888 888      "Y8888P  "Y8888   "Y88888P"   "Y8888P"

arch = aarch64
platform = aarch64-qemu-virt-hv
target = aarch64-unknown-none-softfloat
build_mode = release
log_level = info
smp = 1

[  0.020822 0 axruntime:130] Logging is enabled.
[  0.026419 0 axruntime:131] Primary CPU 0 started, dtb = 0x44000000.
[  0.028520 0 axruntime:133] Found physcial memory regions:
[  0.030673 0 axruntime:135]   [PA:0x40080000, PA:0x400d6000) .text (READ | EXECUTE | RESERVED)
[  0.033564 0 axruntime:135]   [PA:0x400d6000, PA:0x400ef000) .rodata (READ | RESERVED)
[  0.035313 0 axruntime:135]   [PA:0x400ef000, PA:0x400f5000) .data .tdata .tbss .percpu (READ | WRITE | RESERVED)
[  0.037083 0 axruntime:135]   [PA:0x400f5000, PA:0x40135000) boot stack (READ | WRITE | RESERVED)
[  0.038622 0 axruntime:135]   [PA:0x40135000, PA:0x4013b000) .bss (READ | WRITE | RESERVED)
[  0.040643 0 axruntime:135]   [PA:0x4013b000, PA:0x48000000) free memory (READ | WRITE | FREE)
[  0.042907 0 axruntime:135]   [PA:0x9000000, PA:0x9001000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.045011 0 axruntime:135]   [PA:0x9040000, PA:0x9041000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.047070 0 axruntime:135]   [PA:0x9100000, PA:0x9101000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.049093 0 axruntime:135]   [PA:0x8000000, PA:0x8020000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.051081 0 axruntime:135]   [PA:0xa000000, PA:0xa004000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.053120 0 axruntime:135]   [PA:0x10000000, PA:0x3eff0000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.055229 0 axruntime:135]   [PA:0x4010000000, PA:0x4020000000) mmio (READ | WRITE | DEVICE | RESERVED)
[  0.057642 0 axruntime:208] Initialize global memory allocator...
[  0.059377 0 axruntime:209]   use TLSF allocator.
[  0.072071 0 axmm:60] Initialize virtual memory management...
[  0.136312 0 axruntime:150] Initialize platform devices...
[  0.137733 0 axhal::platform::aarch64_common::gic:67] Initialize GICv2...
[  0.143653 0 axtask::api:73] Initialize scheduling...
[  0.151435 0 axtask::api:79]   use FIFO scheduler.
[  0.152744 0 axruntime:176] Initialize interrupt handlers...
[  0.157472 0 axruntime:186] Primary CPU 0 init OK.
[  0.159027 0:2 axvisor:17] Starting virtualization...
[  0.160968 0:2 axvisor:19] Hardware support: true
[  0.168619 0:4 axvisor::vmm::timer:103] Initing HV Timer...
[  0.170399 0:4 axvisor::hal:117] Hardware virtualization support enabled on core 0
[  0.295531 0:2 axvisor::vmm::config:33] Creating VM [1] "arceos"
[  0.301423 0:2 axvm::vm:113] Setting up memory region: [0x40000000~0x41000000] READ | WRITE | EXECUTE
[  0.334424 0:2 axvm::vm:156] Setting up passthrough device memory region: [0x8000000~0x8050000] -> [0x8000000~0x8050000]
[  0.339431 0:2 axvm::vm:156] Setting up passthrough device memory region: [0x9000000~0x9001000] -> [0x9000000~0x9001000]
[  0.341925 0:2 axvm::vm:156] Setting up passthrough device memory region: [0x9010000~0x9011000] -> [0x9010000~0x9011000]
[  0.343758 0:2 axvm::vm:156] Setting up passthrough device memory region: [0x9030000~0x9031000] -> [0x9030000~0x9031000]
[  0.345559 0:2 axvm::vm:156] Setting up passthrough device memory region: [0xa000000~0xa004000] -> [0xa000000~0xa004000]
[  0.348819 0:2 axvm::vm:191] VM created: id=1
[  0.350749 0:2 axvm::vm:206] VM setup: id=1
[  0.352526 0:2 axvisor::vmm::config:40] VM[1] created success, loading images...
[  0.355270 0:2 axvisor::vmm::images:24] Loading VM[1] images from memory
[  0.363583 0:2 axvisor::vmm:29] Setting up vcpus...
[  0.368014 0:2 axvisor::vmm::vcpus:176] Initializing VM[1]'s 1 vcpus
[  0.370802 0:2 axvisor::vmm::vcpus:207] Spawning task for VM[1] Vcpu[0]
[  0.374805 0:2 axvisor::vmm::vcpus:219] Vcpu task Task(5, "VM[1]-VCpu[0]") created cpumask: [0, ]
[  0.378878 0:2 axvisor::vmm:36] VMM starting, booting VMs...
[  0.380775 0:2 axvm::vm:273] Booting VM[1]
[  0.382631 0:2 axvisor::vmm:42] VM[1] boot success
[  0.387436 0:5 axvisor::vmm::vcpus:240] VM[1] Vcpu[0] waiting for running
[  0.390048 0:5 axvisor::vmm::vcpus:243] VM[1] Vcpu[0] running...

       d8888                            .d88888b.   .d8888b.
      d88888                           d88P" "Y88b d88P  Y88b
     d88P888                           888     888 Y88b.
    d88P 888 888d888  .d8888b  .d88b.  888     888  "Y888b.
   d88P  888 888P"   d88P"    d8P  Y8b 888     888     "Y88b.
  d88P   888 888     888      88888888 888     888       "888
 d8888888888 888     Y88b.    Y8b.     Y88b. .d88P Y88b  d88P
d88P     888 888      "Y8888P  "Y8888   "Y88888P"   "Y8888P"

arch = aarch64
platform = aarch64-qemu-virt
target = aarch64-unknown-none-softfloat
build_mode = release
log_level = warn
smp = 1

Hello, world!
[  0.416823 0:5 axvisor::vmm::vcpus:288] VM[1] run VCpu[0] SystemDown
[  0.419035 0:5 axhal::platform::aarch64_common::psci:98] Shutting down...

如何贡献

欢迎 FORK 本仓库并提交 PR。

您可以参考这些讨论，以深入了解该项目的思路和未来发展方向。

开发

AxVisor 作为组件化的虚拟机管理程序，很多组件是作为 Crate 来使用的，可以使用 tool/dev_env.py 命令将相关 Crate 本地化，方便开发调试。

贡献者

这个项目的存在得益于所有贡献者的支持。

许可协议

AxVisor 使用如下开源协议

  • Apache-2.0
  • MulanPubL-2.0
  • MulanPSL2
  • GPL-3.0-or-later