嵌入式实时虚拟机XEN

总体介绍

Xen 是开源的 Type-1 型虚拟机管理器（HyperVisor），属于 Linux 基金会 Xen Project 的重要部分。

Xen 包含以下核心组件：

• Xen Core：Xen 的虚拟化层，负责CPU 调度、内存分配、中断处理等

• 特权域（Dom0）：唯一拥有硬件驱动访问权的管理虚拟机，负责创建和管理其他虚拟机（DomU）

• 一个或多个用户域（DomU）：各种用户/应用程序域。这些域运行用户应用程序和操作系统

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Xen 构建指导

使用 oebuild 构建

目前已经在 yocto-meta-openeuler 中实现了对 QEMU-ARM64、KP920 的支持。

1. 根据 mcs镜像构建指导，使用 oebuild 初始化编译环境。

2. 进入oebuild工作目录，创建编译配置文件 compile.yaml :

   # 构建 qemu-aarch64 镜像，包含mcs和xen特性，此处构建目录名为 build_xen
   oebuild generate -p qemu-aarch64 -f mcs -f xen -d qemu-xen
   
   # 或者，构建 KP920 镜像，包含mcs和xen特性，此处构建目录名为 build_xen
   oebuild generate -p kp920 -f mcs -f xen -d kp920-xen
   

3. 进入 build_xen 目录使用oebuild容器构建:

   oebuild bitbake
   # 进入容器后
   bitbake openeuler-image
   

4. 构建完成后，在 output 目录下有对应的部署件：KP920提供iso镜像，QEMU提供zImage和initrd。

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Xen 使用指导

引导Xen、Dom0和DomU流程

1. 构建完成后使用 runqemu 启动 QEMU，或者是在 KP920 上正常安装 ISO 镜像，之后默认会通过 qemu 参数或 grub 配置完成 Xen 和 Dom0 的引导。

2. 之后，可以通过以下 config 配置，并执行 xl create xen-linux.cfg 启动 Linux DomU：

   $ cat xen-linux.cfg
   name = "domU"
   memory = 512
   vcpus = 1
   kernel = "Image"
   ramdisk = "rootfs.cpio.gz"
   extra = "console=hvc0 root=/dev/xvda rw"
   

如果需要退出 DomU 的 shell，可以通过 ctrl + ] 组合键切换回 Dom0，通过 xl console domU 可以重新进入。

示例：基于KP920引导一个实时OS作为DomU

1. KP920使能xen的镜像已默认打包一个实时OS的示例，包括xen config和使能xen的zephyr镜像。

   kp920 ~ # cat /etc/xen/xen-kp920-zephyr.cfg
   name = "zephyr"
   memory = 512
   vcpus = 1
   kernel = "/lib/firmware/zephyr.bin"
   gic_version = "v3"
   
   kp920 ~ # ls /lib/firmware/zephyr.bin
   /lib/firmware/zephyr.bin
   

2. 根据上述引导流程，可按需引导该实时OS示例：

   kp920 ~ # xl create -c /etc/xen/xen-kp920-zephyr.cfg
   Parsing config from /etc/xen/xen-kp920-zephyr.cfg
   libxl: info: libxl_create.c:122:libxl__domain_build_info_setdefault: qemu-xen is unavailable, using qemu-xen-traditional instead: No such file or directory
   [00:00:00.000,000] <inf> xen_events: xen_events_init: events inited
   
   [00:00:00.000,000] <inf> uart_hvc_xen: Xen HVC inited successfully
   
   *** Booting Zephyr OS build 3.7.1 ***
   thread_a: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_b: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_a: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_b: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_a: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   
   kp920 ~ # xl list
   Name                                        ID   Mem VCPUs      State   Time(s)
   Domain-0                                     0  1024     4     r-----       7.0
   zephyr                                       3   512     1     -b----       1.1
   
   kp920 ~ # xl console zephyr
   thread_b: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_a: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_b: Hello World from cpu 0 on xenvm!
   thread_a: Hello World from cpu 0 on xenvm!