QEMU KVM 虚拟机移植之性能提高篇小结（android 虚拟机双系统方案）

一、提升性能核心要素 

 

1、将OPENGL 接口进行穿透调用，下面对opengl穿透做个小结

2、在arm开发板上打开kvm特性，这个qcom&mtk都是实现了的，只需要打开开关即可

 

二、ANDROID OPENGL 业务实现细节解释

 

1、  OPENGL命令队列是确定了，可是命令的参数，有的是系统给的，有的是上一个命令计算的结果，例如纹理操作，首先调用API创建一个纹理，得到纹理标记，然后后面再使用API操作该纹理时，就是使用这个纹理标记的。因此如果遇到这个创建纹理的API，则要把以前积累的API队列传到host端，依次执行，最后得到这个API的结果，然后回传，这个过程是循环执行，直到遇到最终API后，把剩余的API队列传到HOST端，这一帧才算完。

2、  OPENGL命令队列有时候根据一个API的结果会有变化的，APP的四个绘制过程只是把系统给的参数计算完，如果遇到需要API计算参数的，同样会先把积压的API计算完，然后根据结果选择分支路径。所以ANDROID系统的那四个过程并不是完全独立的，它们之间有一些重叠。最好的APP，就要把这种重叠降低到最少。APP想要运行效率高，就是要非常利索的一次生成命令队列，减少打断。

 

三、opengl 远程调用技术小结。

A：业务层面

1、  本来是一帧的命令队列一次性传递，但由于有打断，所以实际情况是一帧的命令队列分批传递。

2、  一些特殊的API耗时比较严重；一些接口并不需要回传参数；一些接口是远程调用特有的，例如合成过程都综合在一个远程“接口”中，后端一遇到这种标记就知道要合成了。

3、  一些特殊的API会由于业务约束被分解为数个API进行远程调用，这个情况会在opengl 1.0中非常常见，后续的版本则会少一些。

4、  API1.0 = 271 API2.0=208 EGLAPI=43 远程调用API=25 总共547个接口，只熟悉其中核心的43+25+50？+50？来个接口，生僻或者看名字就知道干啥的就没有细细研究。

 

B：技术层面

1、  每个API中通过包装API标记、参数，得到字节序列，写入PIPE驱动。

2、  由于VM内存页分配不是连续的，PIPE驱动会把远程数据地址分几次传递给QEMU。

3、  QEMU得到地址后，经过地址转换，获得远程数据，也是分批写入socket的。

4、  OPENGL THREAD也会分几次接收到远程数据，解析得到API标记和参数。

5、  依次根据API标记调用API。

6、  得到结果后由OPENGL THREAD写入socket。

7、  QEMU从socket得到结果，经过地址转换，将数值写入相关内存区域。

8、  VM读PIPE驱动得到结果后，一次远程调用结束。（其中VM读PIPE驱动和OPENGL THREAD 执行是并行运行的）

 

C：性能层面

1、  普通应用一帧的耗时在10-30毫秒，特殊应用一帧的耗时就非常差了。

2、  一次远程调用的耗时在3571.9微秒，去掉OPENGL API执行时间耗时在2367.8微秒。

 

D：优化层面

1、  业务方面：检查每个API是否有无效操作，去掉无效操作，应该能大幅提升性能。

2、  技术方面：去掉socket技术，去掉一个进程，将OPENGL THREAD合进QEMU，应该能较小的提升性能。

 

 

 

*我的github有源码，2016年初完成的，贡献给社区，性能比Android真机差一点，15MS左右的延迟

 

很多朋友私信问性能怎么样

1、操作桌面、一般的app都是比较流畅的

2、操作复杂的游戏APP比较卡，会出现丢帧现象

3、使用gfxinfo工具检测性能，会看见15～20MS的延迟每一帧

 

很多朋友私信问有没有完成过程

1、需要实体机的代码，调通kvm特性

2、下载google android源码，最好是android 5.0 ，因为我只在那上面试过，这份代码是vm android，内核使用goldfish版本

3、将qemu交叉编译到实体机上，尝试跑通android 虚拟机，这个过程有很多BUG要解，耐心点，最好使用我提供的qemu版本，我在那上面解过BUG，且我的qemu是从标准qemu分支拉出来的，最重要的我这个qemu能穿透opengl接口，有GPU虚拟化方案和input虚拟化办法，并没有使用android模拟器的qemu，你们可以试一试android的qemu

4、将我提供的OpenglRender编出来，运行在实体机中，它通过socket与qemu通信，执行一系列的opengl操作，并将虚拟机显示在一张surface中，最终虚拟机界面会出现在实体机中

5、对android比较熟悉的人，会很快实现的，当时我实现这个的时候对android一窍不通，一步一步的摸索

6、android虚拟机双系统论文地址http://systems.cs.columbia.edu/projects/kvm-arm/

   各种设备虚拟化理论http://www.virtualopensystems.com/