Xen添加一个hypercall

在Xen中，hypercall（超调用）是一个比较重要的概念；hypercall类似于system call，hypercall之于xen hypervisor就像系统调用之于Linux kernel.
在x86平台上，Xen中的hypercall是通过软中端（中断号0x82）来实现的。
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，也类似于在linux中添加一个系统调。下面简单介绍一下，如何创建一个自己的hypercall。
（添加一个hypercall的完整的patch在这里：add_hypercall.patch，可以用在最新的xen-unstable tree上。）

0.准备工作：获取xen源代码，以最新的upstream xen为例

hg clone http://xenbits.xen.org/xen-unstable.hg
cd xen-unstable.hg

也可以到如下网页去下载Xen hypervisor的tarball文件：
http://www.xen.org/products/xen_source.html

1. 注册一个hypercall调用号：xen/include/public/xen.h

 #define __HYPERVISOR_tmem_op 38
 #define __HYPERVISOR_xc_reserved_op 39 /* reserved for XenClient */
+#define __HYPERVISOR_hello_hypercall 39 /* add this temporarily; 39 is not used before */

2. 更新系统调用表：xen/arch/x86/x86_64/entry.S (若是32bit Intel平台，则是x86_32/entry.S)。

@@ -697,6 +697,7 @@
         .quad do_domctl
         .quad do_kexec_op
         .quad do_tmem_op
+ .quad do_hello_hypercall
         .rept __HYPERVISOR_arch_0-((.-hypercall_table)/8)
         .quad do_ni_hypercall
         .endr
@@ -745,6 +746,7 @@
         .byte 1 /* do_domctl */
         .byte 2 /* do_kexec */
         .byte 1 /* do_tmem_op */
+ .byte 1 /* do_hello_hypercall */
         .rept __HYPERVISOR_arch_0-(.-hypercall_args_table)
         .byte 0 /* do_ni_hypercall */
         .endr

3. 定义hypercall处理函数的头文件：xen/include/asm-x86/hypercall.h

@@ -94,6 +94,10 @@
 do_kexec(
     unsigned long op, unsigned arg1, XEN_GUEST_HANDLE(void) uarg);
 
+extern int
+do_hello_hypercall(
+ char* str);
+

4. 定义函数在适当的地方（本例在：xen/arch/x86/traps.c中）

@@ -3850,6 +3850,20 @@
     return -EINVAL;
 }
 
+int do_hello_hypercall(char* str)
+{
+ printk("------------------------------\n");
+ printk("Begin: hello hypercall.\n");
+ if(str != NULL)
+ printk("Hello, %s.\n", str);
+ else
+ printk("Hello, the unkown.\n");
+ printk("End: hello hypercall.\n");
+ printk("----demoed by Jay.----\n");
+ printk("------------------------------\n");
+ return 0;
+}
+
 /*
  * Local variables:
  * mode: C

到这里，添加hypercall的代码就基本完成了，然后需要编译xen hypervisor：
make xen
将生成的xen.gz更新到启动时用的xen.gz，重启系统。
下面写一个测试这个hypercall的简单代码：
xen提供了/proc/xen/privcmd这个虚拟文件，从而在ring 3（用户空间）可以利用ioctl来调用hypercall。
（注意：需要保证/usr/include/xen/xen.h中有你添加的__HYPERVISOR_hello_hypercall的宏定义，否则会编译报错，找不到新定义的hypercall符号。）
详细代码见：test_hypercall.c

#include   
#include   
#include   
#include   
#include 
#include   
#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])  
{  
	int fd, ret;
	char * message;
	if (argc != 2) {
		printf("please input one parameter!\n");
		return -1;
	}
	message = (char *) malloc(sizeof(char) * (strlen(argv[1])+1));
	strcpy(message, argv[1]);
	privcmd_hypercall_t my_hypercall = {
		__HYPERVISOR_hello_hypercall,
		{(__u64)message, 0, 0, 0, 0}
	};
	fd = open("/proc/xen/privcmd", O_RDWR);
	if (fd < 0) {
		perror("can't open /proc/xen/privcmd");
		exit(1);
	} 
	else
		printf("privcmd's fd = %d\n", fd);
	ret = ioctl(fd, IOCTL_PRIVCMD_HYPERCALL, &my_hypercall);
	printf("ret = %d\n", ret);  
}

注意测试代码中，这里有个强制类型转换：(__u64)message，是为了适应结构体privcmd_hypercall_t的定义，否则会出现编译时warning：
test_hypercall.c:23: warning: initialization makes integer from pointer without a cast
因为需要将指针变量转化为__u64整型的变量（__u64类型在linux/types.h中定义），应该显式强制类型转换，详见：/usr/include/xen/sys/privcmd.h

#include 

#ifndef __user
#define __user
#endif

typedef struct privcmd_hypercall
{
        __u64 op;
        __u64 arg[5];
} privcmd_hypercall_t;

编译测试程序：gcc test_hypercall.c -o test_hypercall
运行测试程序：

[root@vt-snb7 jay]# ./test_hypercall world
privcmd's fd = 3
ret = 0

查看测试结果：xl dmesg | less

(XEN) ------------------------------
(XEN) Begin: hello hypercall.
(XEN) Hello, world.
(XEN) End: hello hypercall.
(XEN) ----demoed by Jay.----
(XEN) ------------------------------

参考资料：
在DomU中调用hypercall见：http://blog.csdn.net/sploving/article/details/5990507
http://wiki.xen.org/wiki/Hypercall
http://hi.baidu.com/mars208/blog/item/847dbc2200c628198b82a146.html