Jailhouse

是一种轻量级的虚拟化技术可以将多个操作系统或者裸机程序同时运行在同一台硬件上。

它是一个基于

Linux

系统的开放性增加一个或多个实时操作系统实现多系统在一个多核处理器上运行。

Jailhouse

不会模拟不存在的硬件资源也不包含任何的调度处理而是利用虚拟化技术将硬件资源划分为多个被称为

Cell

设备和中断控制器等资源。

这样可以确保不同虚拟机之间的资源互相隔离提高系统的可靠性。

Root

CONFIG_PM_TRACE_RTC一般还应该禁用所有不需要的驱动程序和特性以避免不需要的

probe并且使镜像大小和内存占用最小化

的开放性从而直接使用硬件平台提供的虚拟化技术来实现的虚拟化解决方案。

因此Jailhouse

Linux

虚拟化扩展等硬件辅助虚拟化技术来划分物理资源和限制虚拟机对这些资源的访问从而实现对系统资源的隔离控制。

x86

Tables嵌套页表支持。

嵌套页表现在称为快速虚拟化索引Rapid

Virtualization

是一种硬件辅助虚拟化技术可以避免与软件管理的影子页表相关的开销。

此外IOMMU

也经常被我们称为

x2APIC需要在内核中打开中断重新映射。

这个需要再构建内核时启用

CONFIG_IRQ_REMAP

GRUB_CMDLINE_LINUXmemmap82M\\\$0x3a000000

ARM

CallSVC指令使用户模式程序可以请求操作系统服务。

Hypervisor

CallHVC指令使客户操作系统能够请求

内核的支持在开源社区中获得了知名度和吸引力。

本文及后续博文以目前最新提交e57d1eff6d55aeed5f977fe4e2acfb6ccbdd7560版作为学习对象。

源码文件

作为一个极度精简的虚拟化实现方案其代码量还是非常小的几万行代码量就实现了一个功能强大的虚拟机。

.github

arch再实际使用中架构相关的代码先被执行其中调用架构无关的代码其他架构无关的代码其中的接口被

arch

头文件其中包含了各种数据结构的定义例如cell-config.h

jailhouse_cell_desc

允许用户定义一些在编译时启用的特定于平台的设置或者调试配置参数。

方法是新增

Print

的构建过程非常简单但是由于不同的平台下的虚拟化技术的差异在构建时遇到的问题也不一样受限于博文篇幅我们将在后续博文中详细学习在不同平台下的构建及使用。

虚拟化

组件主要由内核模块jailhouse.ko、虚拟机管理程序固件jailhouse*.bin、管理工具jailhouse

命令行程序及一些

脚本以及配置文件.cell这四部分组成。

用户使用它们来启用虚拟机管理程序、创建

Cell、加载

中将设备分为字符设备I2C、USB、SPI等、块设备存储器相关的设备如EMMC、SD卡、U盘等和网络设备网络相关的设备WIFI等三大类其中杂项设备归属于字符设备。

每个设备节点都有主设备号和次设备号

jailhouse_init()

kallsyms_lookup_name对于在高版本内核不在导出的原因请参考

https://lwn.net/Articles/813350/。

实际上在

5.7.0

root_device_register(jailhouse)

这个设备然后调用

jailhouse_sysfs_init(jailhouse_dev)

Jailhouse

的数据结构。

zcszcs-MassDatas-GXXA203:~/WORKSPACE/Jailhouse/jailhouse$

tree

这是一个由内核机制自动创建的符号链接指向当前目录的所有者创建者

├──

就可以让其他设备可以挂在它的下面其中有些节点需要在执行相应的命令后才会有具体的内容

misc_register(jailhouse_misc_dev);

struct

register_reboot_notifier(jailhouse_shutdown_nb);

注册重启回调接口当内核出现

jailhouse_cmd_disable();break;case

jailhouse_cmd_cell_create((struct

__user

jailhouse_cmd_cell_load((struct

jailhouse_cell_load

jailhouse_cmd_cell_start((const

char

jailhouse_cmd_cell_destroy((const

char

是由源码根中的源码在构建之后会生成针对不同的架构名字会有些区别它最终会被安装到

/lib/firmware

文件中的部分内容是在构建时就填充好的还有一部分是在驱动加载它时有驱动程序动态填充的。

如下是

jailhouse*.bin

会再构建时被构建系统根据hypervisor/hypervisor.lds.S

JAILHOUSE_BASE

hypervisor/hypervisor-intel.lst

ARM64

本身不是一个可以直接运行的程序所以它没有显示定义入口点。

作为虚拟机管理程序它本身来处理虚拟化相关的问题。

无论何种架构都是通过特定架构

int

可以通过执行特定于体系结构的指令来同步调用这些超调用从而切换到

Hypervisor

超调用通常通过指定的指令发出该指令会导致从客户模式切换到虚拟机管理程序模式。

在引起模式切换之前Cell

必须在预定义的寄存器或已知的内存位置准备好调用的参数。

完成的超调用的返回码通过类似的通道传递。

超调用

ABI

this_cpu_data();cpu_data-public.stats[JAILHOUSE_CPU_STAT_VMEXITS_HYPERCALL];switch

(code)

hypervisor_disable(cpu_data);case

JAILHOUSE_HC_CELL_CREATE:return

arg1);case

JAILHOUSE_HC_CELL_SET_LOADABLE:return

arg1);case

JAILHOUSE_HC_CELL_DESTROY:return

arg1);case

JAILHOUSE_HC_HYPERVISOR_GET_INFO:return

arg1);case

JAILHOUSE_HC_CELL_GET_STATE:return

arg1);case

JAILHOUSE_HC_CPU_GET_INFO:return

arg1,

JAILHOUSE_HC_DEBUG_CONSOLE_PUTC:if

(!CELL_FLAGS_VIRTUAL_CONSOLE_PERMITTED(cpu_data-public.cell-config-flags))return

(char)arg1);return

通信区域是一个每个单元内的内存区域默认情况下虚拟机管理程序和特定单元都可以对其进行读写。

这是一种可选的通信机制。

如果某个单元需要使用该区域则必须通过其配置将该区域映射到单元的地址空间。

如果单元配置为在通信区域方面是被动的单元标志

JAILHOUSE_CELL_PASSIVE_COMMREG并且该区域已被映射那么必须在单元配置中将其声明为只读。

管理工具

*argv[])函数它负责解析传入的各个选项及参数然后调用相应的接口进一步处理。

int

(err)perror(JAILHOUSE_DISABLE);close(fd);}

else

{call_extension_script(argv[1],

argc,

JAILHOUSE_EXEC_DIR,getenv(PATH)

);putenv(new_path);snprintf(script,

sizeof(script),

argv[2]);perror(execvp);exit(1);}

Jailhouse

编译器选项编译器会在生成的可执行文件中插入特殊的监控代码。

这些监控代码将跟踪源代码中的每个执行路径并记录下来它们被执行的次数。

文件并在文件中将

https://software-dl.ti.com/processor-sdk-linux/esd/docs/06_03_00_106/linux/Foundational_Components/Virtualization/Jailhouse.htmlhttps://www.elecfans.com/d/2338769.htmlhttps://variwiki.com/index.php?titleJailhouse_Guidehttps://blog.csdn.net/v6543210/article/details/113890847https://www.21ic.com/a/933932.htmlhttps://blog.csdn.net/v6543210/article/details/118031563https://www.21ic.com/a/933932.html