[发明专利]一种基于系统调用代理的安卓虚拟化方法及系统

说明书

本发明公开一种基于系统调用代理的安卓虚拟化方法及系统，以支持安卓系统在运行时动态绑定硬件设备。所述方法包括一种远程系统调用协议以及资源动态绑定方法：通过系统调用代理技术实现的远程系统调用协议，将安卓硬件抽象层发出的本地系统调用翻译为远程节点上的系统调用；根据资源类型动态地绑定安卓虚拟机与远程主机上的硬件资源，并根据该绑定关系转发远程系统调用消息，安卓系统运行时只需重启相应系统服务即可重置资源绑定关系。该方法的特点在于：虚拟机无需预先指定硬件设备模型，即可在运行时动态绑定并使用位于不同节点上的硬件设备，将安卓虚拟机与硬件解耦，满足了虚拟化安卓系统中各类移动应用的需求，提高了资源的利用率。

技术领域

本发明涉及一种基于系统调用代理的安卓虚拟化方法及系统，属于计算资源利用技术领域。

背景技术

在移动互联网时代，随着移动应用与移动操作系统的不断迭代，对硬件配置的要求越来越高，迫使人们不断对自己的移动设备进行更新换代，产生了大量分散闲置的计算机资源。安卓系统作为市场占有率最高的移动操作系统，通过系统虚拟化技术，在集中的服务器上运行安卓虚拟机，用户通过远程桌面等协议访问移动应用，可将分散闲置的计算机资源集中管理，提高资源的利用率。

大多数安卓移动应用的功能需要组合多类硬件设备(如摄像机、加速度传感器、触控屏等等)才能完成，安卓虚拟机需要能同时访问到这些硬件设备，以支持上层应用的功能。然而，由于单机硬件接口数量、传感器物理感知范围等限制，这些硬件设备大多分布在边缘的用户侧节点上，这就要求安卓虚拟机能访问到分布在不同节点上的硬件设备，并跟随移动应用的运行过程，动态地绑定不同的硬件设备。

诸如QEMU等传统虚拟化平台，存在着以下两点不足。首先，这些虚拟化平台上运行的虚拟机只能访问到宿主机上的硬件设备，调用远程硬件设备需要借助于专用的远程访问协议，然而大多数硬件设备驱动并不支持这类远程访问协议。其次，在虚拟机启动前，虚拟化平台需要事先配置虚拟机的硬件设备模型，无法满足其中移动应用灵活的资源使用需求。

发明内容

发明目的：针对传统系统虚拟化技术的不足，本发明公开了一种基于系统调用代理的安卓虚拟化方法及系统设计，以支持安卓系统在运行时动态地绑定远程的硬件设备。本发明通过远程系统调用协议将安卓硬件抽象层的系统调用代理到远程的设备驱动之上，使得安卓虚拟机可以访问到不同节点上的硬件设备，并将虚拟机硬件设备模型定义与硬件资源使用解耦，以实现运行时的资源动态绑定。

技术方案：一种基于系统调用代理的安卓虚拟化方法，以支持安卓系统在运行时动态地绑定硬件资源，包括基于系统调用代理的远程系统调用协议和安卓硬件资源动态绑定；

所述基于系统调用代理的远程系统调用协议通过系统调用代理技术，将安卓硬件抽象层发出的本地系统调用，转换为对远程硬件设备的系统调用；

所述安卓硬件资源动态绑定，根据系统调用所处的硬件抽象层模块类型，决定安卓虚拟机与远程硬件设备虚拟机间的绑定关系，生成消息路由表，以此转发远程系统调用消息，在安卓系统运行时只需重启硬件抽象层模块所处的系统服务即可重置资源绑定关系。

所述安卓硬件抽象层通过硬件抽象层模块向下屏蔽不同硬件厂商设备的设计与使用差异，向上提供相对统一的硬件资源访问接口，如摄像机、加速度传感器等常见的硬件设备都有对应的硬件抽象层模块实现。

所述的系统调用代理技术拦截安卓硬件抽象层中的本地系统调用，转换为对远程节点设备驱动的系统调用，通过运行在安卓系统侧的编码过程与运行在设备驱动侧的解码过程合作实现远程系统调用协议。

所述远程系统调用编解码过程，取决于系统调用参数及返回值的数据类型，包括基本数据类型、指针类型、文件描述符、函数错误码四种数据类型。

所述基本数据类型包括int、size_t等数据类型，编码过程往消息体中直接写入值即可。