Xen Project 4.9全新功能進一步提高了汽車和嵌入式應用的可用性

Linux基金會旗下的Xen Project發(fā)布Xen Project Hypervisor 4.9版本。這一最新版本的高級功能適用于嵌入式、汽車和原生云計算應用。它還改進了啟動配置，方便在不同硬件平臺間進行遷移，x86新指令可加速機器學習計算，并增強了與ARM®架構相關的現(xiàn)有功能及設備模型操作hypercall等功能。

Xen Project在嵌入式和汽車領域的應用保持持續(xù)增長，這是因為越來越多的公司希望把虛擬化擴展到嵌入式設備中，同時繼續(xù)發(fā)揮hypervisor的優(yōu)勢，這包括通過整合降低成本;把硬件抽象出來，使應用程序與硬件分離;硬件隔離的好處是能夠更好地保護軟件免受漏洞的影響，并提高軟件容錯能力。此外，更多的貢獻在于開始為hypervisor在云原生平臺發(fā)揮其功能和優(yōu)勢奠定了基礎。

過去幾年，開源在中國取得顯著增長，Xen Project技術正成為云計算的關鍵支撐。最近，Xen Project宣布華為加入了Xen項目咨詢委員會。越來越多的中國企業(yè)采用了Xen Project的軟件，并對其做出貢獻，華為便是其中之一，其他還有阿里巴巴、富士通(中國)、英特爾(中國)、騰訊、浪潮等。

鑒于關鍵技術需要加強合作才能完成開發(fā)，越來越多的中國企業(yè)正在使用開源軟件來超越競爭對手。通過加入Linux基金會旗下的項目，國內企業(yè)推動了項目的進一步增長和發(fā)展。

Xen Project咨詢委員會主席Lars Kurth表示：“過去幾年，Xen Project所取得的成果越來越多，特別是中國會員的增加和來自中國的成果更是喜人。我們看到越來越多的公司參與到該項目中，他們關注汽車、嵌入式、安全和原生云計算。我們非常高興看到企業(yè)的積極參與，因為越來越多的貢獻者幫助Xen Project在嵌入式、汽車和安全方面取得進展，同時反過來使我們能進一步鞏固傳統(tǒng)的環(huán)境，例如服務器虛擬化、基礎設施即服務和桌面虛擬化等。”

在嵌入式和汽車應用中擴展Xen Project功能

● “空”調度器支持將每個虛擬CPU分配給物理CPU的應用場景，從而避免了汽車和嵌入式環(huán)境中幾乎所有的調度程序開銷。“空”調度器的使用確保了調度開銷幾乎為零，顯著降低了延遲，更可預測性能。

● 全新ARM vwfi參數(shù)(中斷虛擬等待)使Xen Project Hypervisor處理WFI(中斷等待)指令時能進行更精細的控制。將vwfi設置為“native”能夠減少約60%的中斷延遲。Xilinx® Zynq® Ultrascale+™ MPSoC的基準測試表明，最大中斷延遲不到2微秒，這非常接近硬件極限，對于絕大多數(shù)嵌入式應用來說已經足夠小了。

● Xen 4.9包括用在眾多嵌入式、汽車和原生云計算應用中虛擬機之間共享設備的全新標準ABI(包括參考實現(xiàn))。

對于嵌入式/汽車應用，可以增加虛擬聲音ABI來實現(xiàn)音頻源的播放和采集，以及音量控制，靜音/取消靜音等。除了用于復雜顯示設備的全新虛擬顯示ABI之外，還增加了多個幀緩沖區(qū)呈現(xiàn)和顯示功能，并為虛擬鍵盤/鼠標協(xié)議增加了多點觸控支持(支持觸摸屏)。

為下一代云原生計算奠定了基礎

在Xen 4.9版應用中，Linux內核上游合并了Xen 9pfs前端，QEMU合并了9pfs后端?，F(xiàn)在可以把文件系統(tǒng)從一個虛擬機共享到另一個虛擬機，這是在很多容器引擎(例如，CoreOS rkt)中增加Xen Project支持所要求的。

此外，還引入了PV Calls ABI，以支持在客戶機之間轉發(fā)POSIX請求：源自DomU應用程序的POSIX 調用可以在Dom0中轉發(fā)和實現(xiàn)。例如，客戶機網絡套接字調用可以在Dom0執(zhí)行，實現(xiàn)了一種適合云原生應用程序的新型網絡模型。

對 Xen Project hypervisor全新版本發(fā)布做出貢獻的包括亞馬遜、AMD Aporeto、ARM、BitDefender、Citrix、EPAM、富士通、華為、英特爾、Invisible Things Lab、諾基亞、Oracle、Star Lab、Suse、Xilinx、Zentific以及很多大學和個人。不斷推陳出新的版本也源于越來越多貢獻者的參與。例如，對該版本核心hypervisor的貢獻者增加了25%，而對hypervisor、測試和其他相關組件的貢獻者增加了17%。

其他新功能和對現(xiàn)有功能的改進包括：

● 在使用GRUB2(x86)的EFI平臺上啟動Xen：從Xen Project 4.9和GRUB2 2.02開始，可以采用舊版BIOS和EFI x86平臺上的multiboot2協(xié)議啟動Xen Project Hypervisor。對multiboot2協(xié)議的部分支持也被引入到網絡啟動固件(iPXE)中。這使得Xen Project啟動過程更加靈活;可以直接從啟動加載程序(不必使用文本編輯器)修改啟動配置，更容易在不同的平臺之間移植啟動配置。

● DMOP(設備模型操作Hypercall)：在Xen 4.9中，Xen Project軟件和QEMU之間的接口被徹底重寫和整合。Xen中現(xiàn)在只有一個hypercall(DMOP hypercall)，讓privcmd驅動可以審核所有QEMU傳遞給Xen的內存范圍和參數(shù)。Linux privcmd驅動程序支持DMOP審核，這樣就限制了被入侵的QEMU攻擊hypervisor的能力。

● 適用于ARM 32位客戶機的可選運行時補丁和GICv3支持：可選運行時補丁使hypervisor能針對CPU勘誤進行修補，并針對CPU進行優(yōu)化，GICv3支持擴展到32位ARM平臺，從而在嵌入式應用中實現(xiàn)此功能。

● 系統(tǒng)錯誤檢測(ARM)：ARM上的Xen在可靠性和可服務性方面邁出了一大步，引入了系統(tǒng)錯誤檢測和報告功能，對具有高可用性系統(tǒng)的客戶而言是一個關鍵功能。

● 英特爾和x86功能支持：Xen Project Hypervisor的最新版本增加了對神經網絡指令AVX512_4VNNIW和乘法累加單精度AVX512_4FMAPS的支持，這些可以作為AVX512指令集的子族。通過在Xen中為HVM和PV客戶機啟用這些指令，客戶機操作系統(tǒng)中的程序可以充分利用這些重要指令來加速機器學習的計算。這一Xen版本還進一步增強了VT-d發(fā)布中斷(PI)優(yōu)化、機器檢查異常(MCE)處理等功能。

● GCOV支持：我們刪除了舊的GCOV實現(xiàn)，采用更新版本來替代它，新版本支持更多格式，并有更為通用的接口。

Xen Project用戶和貢獻者如是說

Aporeto虛擬化架構師Stefano Stabellini表示：“PVCalls和Xen 9pfs為下一代云原生平臺打下了基礎。它們支持Xen Project軟件在CoreOS rkt等容器引擎中的集成。更重要的是，支持PVCalls和9pfs的Xen Project軟件將為云原生應用程序提供更好、更簡單的保護，因為它提供默認安全保護，與傳統(tǒng)虛擬化技術相比，費用支出更少。”

ARM開源總監(jiān)Philippe Robin表示：“Xen在未來嵌入式系統(tǒng)和下一代數(shù)據中心和云計算中扮演重要角色。性能、效率和可靠性是ARM架構的基本屬性，能夠實現(xiàn)更低的中斷延遲，所包含的特性能夠更好地支持系統(tǒng)錯誤檢測，這進一步提高了可靠性和可維護性，同時保持了合適的性能水平。”

EPAM汽車與嵌入式系統(tǒng)首席技術官Alex Agizim表示：“對關鍵外設的原生支持對于在嵌入式系統(tǒng)領域提升Xen Project Hypervisor的應用非常重要。將已經出現(xiàn)漏洞和有可能受攻擊的軟件與云連接設備中的硬件和其他關鍵任務部件進行隔離是非常有必要的。用于聲音、顯示和輸入的標準化PV ABI提供了一種簡單可靠的方式來構建互聯(lián)車輛的全交互式數(shù)字駕駛艙解決方案。最新發(fā)布的Xen Project 版本將推動Xen Project Hypervisor在汽車、工業(yè)和物聯(lián)網的廣泛部署。”

英特爾開源技術中心副總裁兼總經理Imad Sousou表示：“英特爾致力于推動開放云和虛擬化技術的發(fā)展，幫助數(shù)據中心將目前大量的數(shù)據轉化為有意義的深刻洞察。英特爾與行業(yè)通力合作，確保Xen Project這樣的開放虛擬化hypervisor得到優(yōu)化，適用于最新的Intel®平臺，提高靈活性、安全性和價值。”

Xilinx首席工程師Edgar Iglesias表示：“嵌入式領域以及傳統(tǒng)和原生云計算環(huán)境中都需要低中斷延遲。Xen Project Hypervisor不斷推出具有新功能和改進的新版本，使我們能夠更輕松地為下一代系統(tǒng)開發(fā)新的可編程技術。祝賀所有參與開發(fā)Xen Project 4.9的人員，又開發(fā)出了一個非?？煽壳抑陵P重要的版本。”

Xen Project將于7月11日至7月13日在匈牙利布達佩斯舉辦其年度Xen Project開發(fā)人員和設計峰會。屆時，Xen Project社區(qū)的開發(fā)人員和用戶將匯集一堂，他們將決定項目的未來，并在嵌入式、汽車、云、安全環(huán)境等方面分享與Xen Project有關的知識和最佳實踐。