Halycon

Halycon はRISC-V 64上で動作するハイパーバイザです。

セキュリティ・キャンプ２０２４で作成したAArch64向けのハイパーバイザをRISC-Vに移植しています。

現在はゲストとしてu-bootが動作します。

環境

• QEMU(>= 9.0.2)

ビルド方法

U-Bootのブートスクリプトのコンパイル

cd tools
./boot.sh

ゲスト用のu-bootのビルド

cd u-boot
# ビルドに失敗する場合は、riscv64-linux-gnu-gcc, make, gcc, bc, bison, flex, libssl-dev, python3, pkg-config, device-tree-compiler などのビルド用パッケージがインストールされているか確認してください
./build.sh

u-boot/u-boot.binを、Halycon/bin/配下にコピーする

Halyconのビルド

rustup target add riscv64gc-unknown-none-elf

# run hypervisor
cargo xtask build -f nested && cargo xtask run

Linuxをミニマムで動かすロードマップ

• 2段階ページング
• ゲストへの移行
• ゲスト用u-bootのロード
  • virtioからのファイル読み出し
  • ファイルのメモリ上への展開
  • ゲスト用u-bootへ渡すデバイスツリーの用意
• 仮想マシンを起動するために必要な情報をまとめた構造体の用意
• RISC-V AIA (Advanced Interrupt Architecture)への対応
  • 割り込みコントローラ(aplic)のデバイスドライバの実装
  • IMSICのドライバの実装
• デバイス仮想化
  • シリアルデバイスの仮想化
  • SBIコールの仮想化
  • タイマデバイスの仮想化
  • ブロックデバイスの仮想化
    • virtio-blkデバイスの実装(パススルー)
  • 割り込みコントローラの仮想化
• Linuxの起動

TODO

• メモリアロケータの実装
  • デバイスツリーの解析によるデバイスの把握
• virtio queueを使いまわさずにRing構造を利用する
• virtio-blkの読み書き完了を割り込みによって把握する
• デバイスツリーの解析によるデバイスの把握
• ネットワークの仮想化
• 複数ゲストの起動
• ファイルシステムの実装
• UARTの完全仮想化