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飞腾派

本文档介绍如何在飞腾派（Phytium Pi）开发板上启动和验证 AxVisor 项目。在飞腾派开发板环境中，AxVisor 支持同时启动运行多个客户机操作系统，以下将启动 ArceOS 和 Linux 两个客户机操作系统。

环境要求​

硬件要求​

  • 串口线：用于连接开发板和主机，进行调试和日志输出
  • 以太网线：用于网络通信和镜像传输
  • MicroSD 卡：可选，用于启动和存储系统镜像（建议 Class 10 或更高速度）
  • USB 数据线：用于连接主机和开发板，进行镜像烧录

软件要求​

  • Linux 主机系统：推荐使用 Ubuntu 20.04 或更高版本，用于构建和烧录
  • Rust 开发环境：根据 Rust 官网介绍安装 Rust 开发环境，然后参考项目根目录的 rust-toolchain.toml 文件安装指定的编译工具链
  • Git：用于克隆源代码仓库
  • 构建工具：确保系统已安装基本的构建工具（如 make、gcc 等）

前期准备​

在开始构建和启动 AxVisor 之前，需要完成以下准备工作：

开发板环境准备​

  • 在使用下面步骤启动 axvisor 前，开发板中应已有可正常运行的 linux 系统
  • uboot 应具有 loady 功能，

准备 AxVisor 源码​

首先，需要使用 git clone https://github.com/arceos-hypervisor/axvisor.git 命令获取 AxVisor 的源代码并创建工作目录。然后，在 AxVisor 源码目录中创建一个 tmp 目录，用于存放配置文件和客户机镜像。

cd axvisor

# 创建工作目录
mkdir -p tmp/{configs,images}

准备开发工具​

ostool 是一个专为操作系统开发而设计的 Rust 工具集，旨在为 OS 开发者提供便捷的构建、配置和启动环境。使用 ostool 启动 axvisor 后镜像不会保留，重启开发板将启动开发板固件中系统

# 下载ostool工具
cargo install ostool

准备设备树文件​

使用 ostool 工具启动 axvisor 需要开发板设备树，设备树文件可通过在开发板上运行linux系统导出，也可下载项目提供的设备树文件使用。 在提供的 Linux 镜像文件夹中包含设备树文件，可直接使用，这里下载到我们创建的 tmp/images 目录。

# 下载 Linux 镜像
cargo xtask image download phytiumpi_linux --output-dir tmp/images

# 列出所有可用镜像
cargo xtask image ls

准备客户机镜像​

为了便于验证 AxVisor 的功能，AxVisor 项目提供了预构建的客户机镜像，并在 AxVisor 构建系统中集成了客户机镜像管理功能，使用 cargo xtask image 相关命令就可以查看及下载客户机镜像。这里我们直接将适用于 QEMU AArch64 的客户机镜像下载到我们创建的 tmp/images 目录即可。

# 下载 ArceOS 镜像
cargo xtask image download phytiumpi_arceos --output-dir tmp/images

# 下载 Linux 镜像
cargo xtask image download phytiumpi_linux --output-dir tmp/images

# 列出所有可用镜像
cargo xtask image ls

AxVisor 所支持的客户机镜像的构建脚本和构建产物可以在 axvisor-guest 仓库中找到。

准备开发板配置文件​

开发板配置文件定义了 AxVisor 在飞腾 E2000 硬件平台上的基本运行参数。配置文件位于 configs/board/phytiumpi.toml，我们直接使用这个配置文件，不需要改动。直接将开发板配置文件复制到 tmp/configs 目录即可。

# 复制开发板配置文件
cp configs/board/phytiumpi.toml tmp/configs/

准备客户机配置文件​

客户机配置文件定义了每个虚拟机的具体参数，包括内存布局、CPU 分配和设备访问等，相关客户机配置文件全部位于 configs/vms 目录下。我们需要将适用于 QEMU AArch64 的客户机配置文件复制到 tmp/configs 目录，并修改其中的 kernel_path 参数。

  1. 复制客户机配置文件：
cp configs/vms/arceos-aarch64-e2000-smp1.toml tmp/configs/

cp configs/vms/linux-aarch64-e2000-smp1.toml tmp/configs/
  1. 修改客户机配置文件中的 kernel_path，使其指向我们下载的客户机镜像：
# 修改 ArceOS 客户机配置
sed -i "s|kernel_path = \"/path/to/arceos_aarch64-dyn_smp1.bin\"|kernel_path = \"../images/phytiumpi_arceos/phytiumpi\"|g" tmp/configs/arceos-aarch64-e2000-smp1.toml

# 修改 Linux 客户机配置
sed -i "s|kernel_path = \"/path/to/Image\"|kernel_path = \"../images/phytiumpi_linux/phytiumpi\"|g" tmp/configs/linux-aarch64-e2000-smp1.toml

构建及启动​

完成前期准备后，我们可以开始构建和启动 AxVisor。

生成配置和修改配置​

使用 cargo xtask defconfig phytiumpi 命令设置 QEMU AArch64 为默认构建配置。实际上，这个命令会将 configs/board/phytiumpi.toml 复制为 .build.toml，作为默认的构建配置。

AxVisor 构建系统集成了 Uboot 通信脚本，使用 cargo xtask uboot 命令生成 .uboot.toml 文件。该文件包含使用 ostool 工具启动时必要的配置。 需要修改 .uboot.toml 文件中 serial 为开发板串口设备在PC上的设备号，默认为 /dev/ttyUSB0 。需修改 baud_rate 为串口波特率,默认为 115200 ，对于飞腾派开发板使用默认波特率即可。还需要在 .uboot.toml 文件中添加一行用于指定设备树文件，该文件用于axvisor启动。

# 在.uboot.toml添加一行指向dtb
echo 'dtb_file = "tmp/images/phytiumpi_linux/phytiumpi.dtb"' >> .uboot.toml

编译及启动​

启动单个 ArceOS 客户机​

指定使用的客户机配置文件，修改 .build.toml 文件中 vm_configs 字段，使其指向要使用的客户机配置文件，这样将会基于此客户机配置文件启动客户机，若不指定使用的客户机配置文件，axvisor启动后将会进入 shell 界面等待下一步指令。

sed -i 's|vm_configs\s*=.*|vm_configs = \["tmp/configs/arceos-aarch64-e2000-smp1.toml"\]|g' .build.toml

所有配置完成后，即可启动测试

# 启动axvisor
cargo xtask uboot

启动单个 Linux 客户机​

指定使用的客户机配置文件，修改 .build.toml 文件中 vm_configs 字段，使其指向要使用的客户机配置文件，这样将会基于此客户机配置文件启动客户机，若不指定使用的客户机配置文件，axvisor启动后将会进入 shell 界面等待下一步指令。

sed -i 's|vm_configs\s*=.*|vm_configs = \["tmp/configs/linux-aarch64-e2000-smp1.toml"\]|g' .build.toml

所有配置完成后，即可启动测试

# 启动axvisor
cargo xtask uboot

启动多个客户机​

指定使用的客户机配置文件，修改 .build.toml 文件中 vm_configs 字段，使其指向要使用的客户机配置文件，这样将会基于此客户机配置文件启动客户机，若不指定使用的客户机配置文件，axvisor启动后将会进入 shell 界面等待下一步指令。

sed -i 's|vm_configs\s*=.*|vm_configs = [tmp/configs/arceos-aarch64-e2000-smp1.toml,tmp/configs/linux-aarch64-e2000-smp1.toml]|g' .build.toml

所有配置完成后，即可启动测试

# 启动axvisor
cargo xtask uboot

常见问题​

在飞腾派平台上使用 AxVisor 可能会遇到特定于硬件的问题。本节提供常见问题的解决方案和调试技巧。

串口连接失败​

  • 问题现象：

    minicom: cannot open /dev/ttyUSB0: Permission denied

  • 原因分析：用户没有访问串口设备的权限，Linux 系统中串口设备通常属于 dialout 组。

  • 解决方案：

    # 将用户添加到 dialout 组
    sudo usermod -a -G dialout $USER

    # 注销并重新登录使更改生效
    # 或者使用 sudo 运行 minicom
    sudo minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 115200

    # 检查串口设备是否存在
    ls -la /dev/ttyUSB*

客户机镜像找不到​

  • 问题现象：

    Failed to open file 'path/to/image': No such file or directory

  • 原因分析：客户机配置文件中的 kernel_path 指向了不存在的文件，可能是路径错误或镜像未正确下载。

  • 解决方案：

    # 检查镜像文件是否存在
    ls -la tmp/images/

    # 检查镜像文件内容
    ls -la tmp/images/phytiumpi_arceos/
    ls -la tmp/images/phytiumpi_linux/

    # 验证配置文件中的路径
    cat tmp/configs/arceos-aarch64-e2000-smp1.toml | grep kernel_path
    cat tmp/configs/linux-aarch64-e2000-smp1.toml | grep kernel_path

    # 如果路径错误，重新修改配置文件
    sed -i "s|错误的路径|正确的路径|g" tmp/configs/客户机配置文件.toml

内存不足​

  • 问题现象：

    [ERROR] Memory allocation failed

  • 原因分析：飞腾派开发板可用内存不足以分配给 AxVisor 和客户机，或者内存区域配置冲突。

  • 解决方案：

    # 减少客户机内存分配，修改客户机配置文件
    # 对于 ArceOS，将内存大小从 0x2000_0000 (512MB) 减少到 0x1000_0000 (256MB)
    sed -i 's|\[0x20_2000_0000, 0x2000_0000, 0x7, 1\]|[0x20_2000_0000, 0x1000_0000, 0x7, 1]|g' tmp/configs/arceos-aarch64-e2000-smp1.toml

    # 对于 Linux，将内存大小从 0x4000_0000 (1GB) 减少到 0x2000_0000 (512MB)
    sed -i 's|\[0x20_4000_0000, 0x4000_0000, 0x7, 1\]|[0x20_4000_0000, 0x2000_0000, 0x7, 1]|g' tmp/configs/linux-aarch64-e2000-smp1.toml

    # 检查内存区域是否重叠
    # 确保 ArceOS 内存区域 (0x20_2000_0000-0x20_4000_0000) 和 Linux 内存区域 (0x20_4000_0000-0x20_6000_0000) 不重叠

虚拟机启动失败​

  • 问题现象：

    [ERROR] Failed to start VM 1

  • 原因分析：可能是 CPU 分配冲突、设备配置错误或硬件兼容性问题。

  • 解决方案：

    # 检查虚拟机配置，确保 CPU ID 不冲突
    # ArceOS 使用 phys_cpu_ids = [0x00]
    # Linux 使用 phys_cpu_ids = [0x100]

    # 增加 AxVisor 日志级别
    sed -i 's/log = "Info"/log = "Debug"/g' tmp/configs/phytiumpi.toml

    # 重新构建并启动，查看详细错误信息
    cargo xtask build
    cargo xtask uboot --build-config tmp/configs/phytiumpi.toml --uboot-config tmp/configs/uboot.toml --vmconfigs tmp/configs/客户机配置文件.toml