Xen中添加hypercall

本文深入介绍了如何在Xen虚拟化环境中添加自定义Hypercall,包括注册调用号、更新系统调用表、定义函数及测试验证等关键步骤,并通过实际例子演示了整个过程。

在linux系统中添加新的系统调用,一般需要三个步骤:
1.  注册新的系统调用号
2. 更新系统调用表
3.  添加新函数
在xen中添加一个 hypercall,类似于在linux中添加一个系统调. 基本上也是上面几个步骤。

现在举个具体的例子:
比如我们要在xen中添加一个打印消息的hypercall,参数有一个,类型为char*, 代表我们要打印的消息. 函数原型为:
do_print_string(char* message),xen中原有37个hypercall,因此我们添加的超级调用号为38.

 

1. 首先注册一个hypercall调用号。
xen/include/public/xen.h
 #define __HYPERVISOR_kexec_op             37
+#define __HYPERVISOR_print_string         38

2.更新系统调用表
/xen/arch/x86/x86_32/entry.S
ENTRY(hypercall_table)
        
   .long do_kexec_op
+  .long do_print_string

ENTRY(hypercall_args_table)

   .byte 2 /* do_kexec_op          */
+  .byte 1 /* do_print_string      */

3. 定义函数头文件
/xen/include/asm-x86/hypercall.h

extern int
do_kexec(
    unsigned long op, unsigned arg1, XEN_GUEST_HANDLE(void) uarg);

+extern int
+do_print_string(char * message);

4.定义函数(函数定义在合适的文件中,这个例子采用mm.c)
/xen/arch/x86/mm.c
int do_print_string(char * message)
{
    if(message)
      printk("The message is :/n%s/n", message);
    else printk("no message!/n");
    return 1;
}

OK.

重新编译安装

make dist

make install

重新制作img

mkinitrd -v -f initrd-2.6.18.8-xen.img 2.6.18.8-xen

重启

然后编辑一个.c file, 在用户空间测试新的hypercall.如下:

(xen提供了privcmd这个驱动文件,从而在3环(用户空间)可以利用ioctl来调用hypercall)

 

[cpp]  view plain copy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <errno.h>  
  4. #include <sys/ioctl.h>  
  5. #include <sys/types.h>  
  6. #include <fcntl.h>  
  7. #include <string.h>  
  8. #include <xenctrl.h>  
  9. #include <xen/sys/privcmd.h>  
  10. int main(int argc, char *argv[])  
  11. {  
  12.     int fd, ret;  
  13.    char * message;  
  14.     if (argc != 2) {  
  15.         printf("please put one parameter!/n");  
  16.         return -1;  
  17.     }  
  18.    message = (char *) malloc(sizeof(char) * (strlen(argv[1])+1));  
  19.    strcpy(message, argv[1]);  
  20.     privcmd_hypercall_t hcall = {  
  21.         __HYPERVISOR_print_string,  
  22.         {message, 0, 0, 0, 0}  
  23.     };  
  24.     fd = open("/proc/xen/privcmd", O_RDWR);  
  25.     if (fd < 0) {  
  26.         perror("open");  
  27.         exit(1);  
  28.     } else  
  29.         printf("fd = %d/n", fd);  
  30.     ret = ioctl(fd, IOCTL_PRIVCMD_HYPERCALL, &hcall);  
  31.     printf("ret = %d/n", ret);  
  32. }  

 

也可以采用加载模块的形式,在内核空间之间调用hypercall来测试。

 

编译该文件,并测试如下:

 

 

查看日志文件,检测是否新的hypercall安装成功:(linux下的log 一般在/var/log/mesages,而xen下的日志采用xm dm命令查看)

 

hypercall_test

 

OK!


转载自:http://blog.youkuaiyun.com/sploving/article/details/4651260

<think>我们正在讨论Type-1 Hypervisor中的Dom0特权域。根据引用[1][3][5],Dom0是一个具有特殊权限的虚拟机,它在Xen这样的Type-1 Hypervisor中扮演着关键角色。下面我将从作用、配置方法以及相关注意事项三个方面进行详细说明。 ### 一、Dom0的核心作用 1. **硬件资源管理中枢** - 直接访问物理硬件:Dom0拥有除Hypervisor保留外的所有设备访问权限(如磁盘、网卡、USB控制器)[^3]。 - 驱动加载:承载物理设备驱动程序(如NVIDIA GPU驱动、NVMe SSD驱动),并通过**前端-后端驱动模型**将虚拟化后的设备提供给其他虚拟机(DomU)[^1]。 2. **虚拟机生命周期管理** - 创建/销毁虚拟机:通过`xl create`或`xl destroy`命令管理DomU的启停[^3]。 - 资源分配:动态调整DomU的vCPU数量、内存大小(如`xl set-vcpus`命令)。 3. **系统控制接口** - Hypercall代理:为DomU提供访问Hypervisor服务的代理通道(如内存申请、中断绑定)[^1]。 - 监控与日志:收集各虚拟机的运行指标(通过`xentop`命令)和内核日志(`dmesg`)。 4. **安全隔离层** - 设备访问隔离:阻止非特权虚拟机(DomU)直接操作硬件,防范DMA攻击[^3]。 - 更新维护:安全补丁只需在Dom0应用,无需修改Hypervisor核心。 ### 二、Dom0配置方法(以Xen为例) #### 步骤1:构建Dom0内核 - 编译带Xen支持的Linux内核: ```bash make menuconfig # 启用CONFIG_XEN_DOM0选项 make -j$(nproc) && make modules_install ``` - 关键配置参数: ```ini CONFIG_XEN=y CONFIG_XEN_PVHVM=y CONFIG_XEN_DEV_EVTCHN=y # 事件通道支持 ``` #### 步骤2:配置启动参数(GRUB) 编辑`/etc/default/grub`: ```ini GRUB_CMDLINE_XEN_DEFAULT="dom0_mem=2048M dom0_max_vcpus=4" # 分配2GB内存和4个vCPU GRUB_CMDLINE_LINUX="console=hvc0" ``` 更新后执行`update-grub`。 #### 步骤3:网络与存储配置 1. **网络桥接** 创建虚拟网桥`xenbr0`供DomU使用: ```bash # /etc/network/interfaces auto xenbr0 iface xenbr0 inet dhcp bridge_ports eth0 # 绑定物理网卡 ``` 2. **存储后端** 定义LVM卷作为DomU磁盘: ```bash lvcreate -L 20G -n vm01-disk vg0 # 创建逻辑卷 ``` 在DomU配置文件(`vm01.cfg`)中引用: ```ini disk = [ 'phy:/dev/vg0/vm01-disk,xvda,w' ] # 使用物理卷映射 ``` #### 步骤4:权限控制 限制Dom0特权(引用[3]): - 移除不必要的权限(通过XSM/FLASK模块): ```bash xl setpolicy dom0 access=restricted # 仅允许基础操作 ``` ### 三、高级配置技巧 1. **性能优化** - **CPU绑定**:将Dom0绑定到特定物理核,避免与DomU争抢: ```bash xl vcpu-pin Domain-0 0 0-3 # 将Dom0的vCPU0绑定到物理核0-3 ``` - **内存锁定**:防止关键内存被换出: ```ini # /etc/security/limits.conf @xenadm hard memlock unlimited ``` 2. **安全加固** - **最小化服务**:关闭Dom0中非必要服务(如SSH仅允许本地访问)。 - **SELinux策略**:启用强制模式限制设备访问: ```bash setenforce 1 # 启用SELinux semanage boolean --set domain_can_mmap_files 0 # 禁止内存映射文件 ``` ### 四、与其他Type-1 Hypervisor的对比 | **功能** | Xen (Dom0) | ACRN (Service VM) | VMware ESXi (VMkernel) | |------------------|------------------|-------------------|------------------------| | **设备驱动位置** | Dom0内核 | Service VM | 直接集成在Hypervisor | | **管理接口** | XL命令行 | ACRN Manager | ESXCLI/Web UI | | **实时性保障** | 需手动绑定CPU核 | 专用RTVM分区 | 延迟敏感型VM配置 | > **典型问题排查命令** > - 查看Dom0资源占用:`xentop -b` > - 检查设备分配状态:`xl pci-list-assignable-devices` > - 追踪Hypercall:`xenalyze --live` --- ### 相关问题延伸 1. **如何降低Dom0的资源开销?** 2. **Dom0故障会导致整个系统崩溃吗?有何容灾方案?** 3. **在ARM架构中Dom0的配置有何不同?** 4. **如何实现Dom0的高可用部署?** > 参考工具: > - Xen官方文档:`xl(1)`手册页 > - 安全审计:`xenalyzer`工具包</think>### Dom0特权域在Type-1 Hypervisor中的作用及配置方法 #### **一、Dom0的核心作用** 1. **硬件资源管理中枢** - **设备驱动托管**:直接加载物理硬件驱动(如网卡、存储控制器),为其他虚拟机(DomU)提供虚拟化设备服务[^1][^3]。 - **I/O虚拟化网关**:通过**前端-后端驱动模型**(Frontend-Backend)处理DomU的I/O请求(如网络包转发、磁盘读写)[^1][^5]。 - **Hypercall代理**:代理DomU对Hypervisor的系统调用(如内存申请、中断绑定),充当安全隔离层[^3]。 2. **虚拟机生命周期控制** - 创建/销毁虚拟机:通过`xl create`或`virsh start`命令管理DomU[^3]。 - 动态资源调整:实时修改DomU的vCPU数量、内存大小(如`xl set-vcpus VM1 4`)。 - 监控与日志:收集各虚拟机运行指标(通过`xentop`命令)和内核日志[^5]。 3. **系统安全与维护** - **特权操作执行**:唯一能直接操作Hypervisor管理接口的域(如物理主机重启命令`xl shutdown`)[^3]。 - **安全更新入口**:Hypervisor补丁和工具链更新均通过Dom0部署[^1]。 --- #### **二、Dom0配置方法(以Xen为例)** ##### **步骤1:内核编译与参数配置** ```bash # 编译启用Dom0支持的Linux内核 make menuconfig # 关键参数配置 CONFIG_XEN_DOM0=y # 启用Dom0模式 CONFIG_XEN_DEV_EVTCHN=y # 事件通道支持 CONFIG_HVC_XEN=y # 虚拟控制台 ``` > 注:需确保内核版本与Xen Hypervisor兼容(如Linux 5.10+对Xen 4.15支持最佳)[^3]。 ##### **步骤2:启动参数优化** 编辑`/etc/default/grub`: ```ini GRUB_CMDLINE_XEN="dom0_mem=2048M dom0_max_vcpus=4" # 分配2GB内存和4个vCPU GRUB_CMDLINE_LINUX="console=hvc0" # 控制台重定向到Hypervisor ``` 执行`update-grub`生效。 ##### **步骤3:网络与存储配置** 1. **网络桥接**(为DomU提供网络): ```bash # 创建虚拟网桥 brctl addbr xenbr0 ip link set eth0 master xenbr0 ``` 2. **存储后端**(为DomU提供磁盘): ```ini # DomU配置文件(vm1.cfg) disk = [ 'file:/var/lib/xen/images/vm1.img,xvda,w' ] # 使用文件镜像 # 或直通物理卷 disk = [ 'phy:/dev/sdb1,xvda,w' ] ``` ##### **步骤4:权限限制(安全加固)** ```bash # 限制Dom0特权范围(通过XSM策略) xl setpolicy dom0 access=restricted # 仅允许基础操作 ``` --- #### **三、Dom0与其他组件的交互** ```mermaid sequenceDiagram DomU->>Dom0: I/O请求(网络/磁盘) Dom0->>物理硬件: 执行实际硬件操作 Dom0->>Hypervisor: 转发敏感指令(如中断绑定) Hypervisor-->>Dom0: 返回执行结果 Dom0-->>DomU: 返回虚拟化响应 ``` > 注:在ACRN中类似角色称为**Service VM**,在VMware ESXi中由**VMkernel**实现部分功能[^5]。 --- #### **四、典型问题与解决方案** | **问题现象** | **原因** | **修复方法** | |----------------------|-------------------------|----------------------------------| | Dom0内存不足 | 未预留足够资源 | 调整`dom0_mem`参数并重启 | | DomU无法访问网络 | 网桥配置错误 | 检查`xenbr0`状态并重配网络 | | 设备直通失败 | IOMMU未启用 | 添加`iommu=pt`到内核启动参数[^1]| > **诊断命令**: > - 检查Dom0状态:`xl list` > - 查看硬件分配:`xl pci-list-assignable-devices` > - 监控事件通道:`xentrace -c 1024 -e all` --- ### 相关问题延伸 1. **如何降低Dom0的资源开销?** 2. **Dom0故障会导致整个系统崩溃吗?有何容灾方案?** 3. **在ARM架构中Dom0的配置有何不同?** 4. **如何实现Dom0的高可用部署?** > 参考工具: > - Xen文档:`man xl.cfg` > - 安全审计:`xenalyzer`工具包
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