ARM虚拟化调研（1） Software, 调研报告, 解决方案

yuyang911220

===========ARM虚拟化调研报告=================================================

调研报告，总的来说调研结果如下：

1）  当前ARM虚拟化背景:

a)         商用背景：虚拟化很早就有解决方案了，其中著名的是OKL4 Microvisor by OKL4， MVP by VMware，Red Bend Software， Trango，VLX for ARM by VirtualLogic， INTEGRITY secure virtualization by Green Hills Software。 除了Green Hill外，其他都是半虚拟化，但都不开源。。 只有OKL4可以看到性能测试数据。

b)         研究背景：xen on arm是开源解决方案的先驱，性能很差但是至少有类似解决方案了；KVM for ARM写的是技术报告但是也算紧随其后；NICTA和OKL的几个哥们重新做了一个微内核支持ARM全虚拟化拓展的hypervisor，只能跑在模拟器上。

c)         新思路：2011年SOSP论文中有人在Android上实现了操作系统虚拟化（相比于系统虚拟化，OS虚拟化运行一个内核下运行多个独立的用户空间，而不是之前的一个，chroot就是一种常见的OS虚拟化）。实现了多个Android相互切换，性能非常理想，而且非常适合Android虚拟化需求，是一种非常好的虚拟化思路。

2）  ARM虚拟化架构及发展：ARM是虚拟化不友好的结构，主要体现在如下几个方面：

                         i.              具有非特权的敏感指令

                       ii.              特权级不够，保护地址比较麻烦

                      iii.              有些没ASID的TLB造成的TLB flush比较多~

另外ARM虚拟化硬件支持发展大概分为两个部分：

                      iv.              ARM TRUEZONE提供了简要的硬件支持，最主要的是具有了两个模式secure和non-secure模式，应该修改了非特权的敏感指令bug，Green Hill公司在其上实现了全虚拟化

                       v.              ARM在2010年又提出了硬件拓展虚拟化，在non-secure之中上又增加了一个hyp模式。具体内容详见第三篇分析

3）  ARM虚拟化趋势：类似微内核的独立hypervisor在兴起（个人感觉主要还是OKL在支持，商用方面占据绝对优势）。Xen on ARM 和xen on KVM会随着ARM硬件虚拟化提出实现做改变。OS虚拟化的发展也是一种非常好的方向，目前OS虚拟化的商业化进程感觉会远超一般的虚拟化发展。

4）  测试方法：lmbench居然成了默认方式，模拟器上大概估算的也就是各个操作的延时~