refactor(axvm): consolidate architecture-specific code

[ZR233]

问题

AxVM 的架构差异此前分散在 boot、host、IRQ、runtime、timer 与 VM 准备流程中，通用代码需要维护多处架构分支和细粒度 hook。VM 初始化尤其依赖 DevicePlatform、AddressSpacePlatform、VcpuCreateContext 以及 ArchOps 中的 NPT/vCPU 构造接口，导致通用层需要了解不同架构的初始化步骤和顺序。

同时，VM 资源此前由 Machine::Uninit 延迟创建，配置访问可能隐式触发状态转换，初始化失败后的资源提交与 stage-2 临时映射清理也缺少统一边界。

修改

• 将 AxVM 生产 Rust 源码中的 target_arch 分支收束到 virtualization/axvm/src/arch/。
• 将 src/arch 根目录收敛为四个架构目录和目标分发页；通用 NPT、镜像字节装载和 FDT core 使用公共领域路径。
• 新增内部 architecture 合约层，按职责保留 guest boot、boot image、host timer 与运行期能力边界。
• 将完整 VM 初始化编排迁移到四个 arch/<target>/vm.rs：
  • x86_64 负责 COM1/端口设备、APIC access page、vCPU memory/port setup。
  • AArch64 负责 vGIC/虚拟计时器或 passthrough SPI、MPIDR 与 stage-2 参数。
  • RISC-V 负责 interrupt fabric、hart/DTB、G-stage 模式与 CPU affinity。
  • LoongArch 负责共享 IOCSR、UEFI boot setup 与 vCPU 参数。
• 通用 VM 层只调用 CurrentArch::create_vm_resources 与 CurrentArch::init_vm 两个生命周期级入口；默认和调用方提供 factories/fabric 的路径均经过同一架构初始化流程。
• AxVM::new eager 创建 NPT、stage-2 地址空间和嵌套分页配置，并直接返回 Ready；删除 lazy ensure_resources_ready、Machine::Uninit、VmStatus::Uninit 和 prepare_with。
• 初始化结果仅在全部步骤成功后提交；失败时清理 vCPU、设备、interrupt fabric、地址布局和 stage-2 临时映射，以支持安全重试。
• 从 ArchOps 移除 NPT 创建、vCPU create/setup 方法，并删除 VM-init 专用的 DevicePlatform、AddressSpacePlatform 与 VcpuCreateContext。
• Axvisor shell 同步适配删除后的 VmStatus::Uninit。
• 扩展架构边界契约测试，覆盖 eager Ready、四架构 VM 初始化所有权、两个高层入口、自定义 factories/fabric、失败清理以及通用 prepare 子模块不回引细粒度 hook。

实现逻辑

AxVM::new 只负责取得当前架构创建的持久 VM 资源。prepare/prepare_with_factories 把初始化请求整体交给 CurrentArch，由各架构文件显式编排 vCPU、设备、地址布局和附加映射顺序。通用 prepare helper 仅维护生命周期校验、通用设备/layout 机械操作以及原子式资源提交，不表达架构策略。

boot/FDT/image、host/per-CPU/timer 和运行期 exit 仍保持独立能力边界，未并入 VM init；已有镜像加载、VM 管理和架构兼容导出路径保持不变。VmStatus::Uninit 的删除为本次明确接受的公共 API 变更。

冲突处理

分支已 rebase 到最新 origin/dev。上游 #1555 新增的 x86 guest memory region 传递被保留并迁移到架构 VM setup；本次没有手工合并 Cargo.lock。

验证

• cargo fmt --all --check
• cargo xtask clippy --package axvm（6/6 通过，-D warnings）
• cargo test -p axvm --tests（92 个单元测试、18 个集成/边界测试通过）
• AxVM AArch64、RISC-V、LoongArch 交叉检查
• cargo xtask axvisor build --arch x86_64
• cargo xtask axvisor build --arch aarch64
• cargo xtask axvisor build --arch riscv64
• cargo xtask axvisor build --arch loongarch64
• cargo xtask axvisor test qemu --arch x86_64 --test-group normal --test-case smoke-vmx（1/1 通过）
• git diff --check
• GitHub Actions CI 完整矩阵（58/58 jobs 完成，无失败）

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评审总结

本 PR 将 AxVM 的架构差异代码从 boot、host、irq、runtime、timer、VM 准备流程和 crate 根模块中收束到 virtualization/axvm/src/arch/ 目录，是一次高质量的架构重构。

代码质量评估

设计方面：

• 新增的 architecture 合约层设计合理，GuestBootPlatform、BootImagePlatform、DevicePlatform、AddressSpacePlatform、HostTimePlatform 五个能力接口职责清晰、边界明确。
• PreparedGuestBoot typed state 模式有效地将配置 enrichment、VM 创建和镜像装载之间的所有权关系类型化，避免了 DTB 与配置被拆散传递的风险。
• FDT 拆分为 boot/fdt/core（共享机制）+ 各架构 fdt.rs（策略函数）的层次清晰，AArch64 的 GIC interrupt specifier、RISC-V 的 PLIC 解码、LoongArch 的 UEFI 门面、x86_64 的不支持标记各自归位。
• HostTime trait 精简为只保留 monotonic clock 与 one-shot timer，timer callback 注册细节留在架构实现，符合精简原则。

边界契约：

• 10 个集成/边界契约测试设计出色，覆盖了 target_arch 位置约束、架构目录互斥性、公共模块反向依赖检查、Axvisor 统一门面使用、HostTime 接口精简等关键不变量。
• 这些测试是回归防护的核心，确保后续改动不会破坏架构边界。

Axvisor 消费者端：

• os/axvisor/src/config.rs 中移除了所有 #[cfg(target_arch = "...")] 的 AxVM 启动分支，统一使用 prepare_guest_boot + prepared_boot.load_images() 流程，代码简化且逻辑集中。

本地验证结果

• cargo fmt --check：通过
• cargo xtask clippy --package axvm：6/6 通过
• cargo test -p axvm：92 个单元测试 + 10 个集成/边界测试全部通过
• cargo xtask clippy --package axvisor：跳过（需 Axvisor target 配置）
• 未发现 [patch.crates-io] 覆盖

CI 状态

PR 当前 head (553aa8b) 尚无 CI check run 记录（状态为 pending，无 check runs），PR 提交时间较短。建议等待 CI 完成后确认所有架构的 axvisor build 通过。

重复/重叠 PR 分析

• 搜索了 axvm + arch + refactor 相关 open PR，未发现重复或冲突的 PR。
• 与 PR #1451（IRQ runtime 重构）无重叠，属于不同领域。

阻塞问题：合并冲突

当前 PR 与 origin/dev 存在合并冲突（mergeable_state: dirty），涉及两个文件：

1. virtualization/axvm/src/arch/mod.rs：PR 将 BoundVcpuExit、VcpuRunAction 等类型移入 architecture/ 模块，而 dev 分支上 PR #1528（vCPU exit 处理重构）在此文件新增了 LegacyDeferredRunWork 等类型。冲突发生在架构分发函数与遗留类型定义的位置。

2. virtualization/axvm/src/arch/x86_64/mod.rs：dev 分支的 PR #1556（x86 vCPU OS-neutral）为 VcpuSetupContext 新增了 memory_regions 字段，而 PR 使用 into_parts() 解构方式访问该上下文，缺少对新字段的处理。

由于 dev 分支近期合并了多个架构相关 PR（#1528、#1550、#1555、#1556），冲突涉及语义层面的适配（LegacyDeferredRunWork 归位、memory_regions 字段集成），不建议 reviewer 直接代为修复。请 rebase 到最新 origin/dev 并解决冲突后重新提交。

建议

1. Rebase 到最新 origin/dev，解决 arch/mod.rs 和 arch/x86_64/mod.rs 的冲突。
2. 将 dev 新增的 LegacyDeferredRunWork 类型归入 architecture/ 模块。
3. 在 VcpuSetupContext 中补充 memory_regions 字段（来自 PR #1556）。
4. Rebase 后重新运行 cargo xtask clippy --package axvm 和 cargo test -p axvm 确认通过。
5. 等待 CI 在所有架构上通过。

评审结论

代码重构质量优秀，架构边界清晰，测试覆盖充分。当前唯一阻塞项是合并冲突。请在 rebase 后重新请求评审。

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评审总结

本 PR 将 AxVM 的架构差异代码从 boot、host、irq、runtime、timer、VM 准备流程和 crate 根模块中收束到 virtualization/axvm/src/arch/ 目录，是一次高质量、行为保持的架构重构。

代码质量评估

设计方面：

• 新增的 architecture 合约层设计合理，GuestBootPlatform、BootImagePlatform、DevicePlatform、AddressSpacePlatform、HostTimePlatform 五个能力 trait 职责清晰、边界明确，符合 Rust 组合优于继承的设计原则。
• PreparedGuestBoot typed state 模式有效地将配置 enrichment、VM 创建和镜像装载之间的所有权关系类型化，避免了 DTB 与配置被拆散传递的风险。
• FDT 拆分为 boot/fdt/core（共享机制）+ 各架构 fdt.rs（策略函数）的层次清晰：AArch64 的 GIC interrupt specifier、RISC-V 的 PLIC 解码、LoongArch 的 UEFI 门面、x86_64 的不支持标记各自归位在正确的架构目录中。
• HostTime trait 精简为只保留 monotonic_time() 与 set_oneshot_timer() 两个方法，timer callback 注册细节留在 HostTimePlatform 架构 hook 中，符合精简原则。
• arch/mod.rs 作为分发页只包含 target_arch 条件编译选择 + 薄转发函数，通用代码不再直接维护 #![cfg(target_arch = ...)] 分支。

Axvisor 消费者端：

• os/axvisor/src/config.rs 中移除了所有 #[cfg(target_arch = "...")] 的 AxVM 启动分支，统一使用 prepare_guest_boot + prepared_boot.load_images() 流程，代码大幅简化且逻辑集中。
• 原有的 VMBootProtocol、is_x86_linux_image_config、handle_fdt_operations、init_guest_boot_resources 等函数调用全部通过统一定义的 boot 模块门面完成，不再需要消费者做架构分支。

边界契约：

• 12 个集成/边界契约测试设计出色，覆盖了 target_arch 位置约束、架构目录互斥性、公共模块反向依赖检查、Axvisor 统一门面使用、HostTime 接口精简等关键不变量。
• 这些测试是回归防护的核心，确保后续改动不会破坏架构边界。

代码规范：

• vm.rs → vm/mod.rs + vm/* 目录结构迁移符合项目规范（book/guideline/code-quality.md §7.7）。
• 模块默认私有（pub(crate)），按需公开，符合可见性最小化原则。
• 源文件阅读顺序遵循"入口在前、步骤向下展开、测试在最后"的报纸式结构。

本地验证结果

• cargo fmt --check：通过
• cargo xtask clippy --package axvm：全部 6 个 feature 组合通过（default / fs / host-fs / sstc / svm / vmx），-D warnings
• cargo test -p axvm：93 个单元测试 + 12 个集成/边界契约测试全部通过
• 未发现工作区内任何 [patch.crates-io] 覆盖
• 与 origin/dev 合并测试无冲突（Already up to date）

CI 状态

PR 当前 head (549bbcb) 的 CI run #29084588167 正在执行中（status: in_progress），尚在早期阶段。CI 使用路径过滤，本 PR 仅修改 virtualization/axvm/ 和 os/axvisor/src/config.rs，预期不会触发 Starry/ArceOS QEMU 测试。建议关注 axvisor build 相关 job 的结果。

重复/重叠 PR 分析

• 搜索了 axvm + arch + refactor 相关 open PR，未发现重复或冲突的 PR。
• PR #1451（starry irq runtime 重构）与本 PR 无重叠，属于不同领域。

上一轮评审回顾

前次评审（commit 553aa8b）提出的以下问题在本轮已解决：

• 合并冲突：PR 已 rebase 到最新 origin/dev，与 dev 合并无冲突。
• LegacyDeferredRunWork 归位：x86_64 的 DeferredRunWork 已归入 arch/x86_64/exit.rs。
• memory_regions 字段集成：x86_64 的 build_vcpu_setup_config() 现在接收 memory_regions: &[VMMemoryRegion] 参数并正确传递给 X86VCpuSetupConfig。
• VcpuSetupContext 移除：已按 PR 设计目标移除五元 union，架构适配器改为直接接收具名的 VM config 和 memory_regions。

评审结论

代码重构质量优秀，架构边界清晰，测试覆盖充分。所有本地验证通过，无阻塞问题。批准合并。

建议合并后关注 CI 中 axvisor 各架构的 build job 是否全部通过。

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评审总结

本 PR 将 AxVM 的架构差异代码从 boot、host、irq、runtime、timer、VM 准备流程和 crate 根模块中收束到 virtualization/axvm/src/arch/ 目录，是一次高质量、行为保持的架构重构。

代码质量评估

设计方面：

• 新增的 architecture 合约层设计合理，GuestBootPlatform、BootImagePlatform、DevicePlatform、AddressSpacePlatform、HostTimePlatform 五个能力 trait 职责清晰、边界明确，符合项目 "组合优于继承" 的设计原则。
• PreparedGuestBoot typed state 模式有效地将配置 enrichment、可选 DTB 与镜像装载之间的所有权关系类型化，避免了 DTB 与配置被拆散传递的风险。
• FDT 拆分为 boot/fdt/core（共享机制）+ 各架构 fdt.rs（策略门面）的层次清晰：AArch64 的 GIC interrupt specifier、RISC-V 的 PLIC 解码、LoongArch 的 UEFI 门面、x86_64 的不支持标记各自归位在正确的架构目录中。
• HostTime trait 精简为只保留 monotonic_time() 与 set_oneshot_timer() 两个方法，timer callback 注册细节留在 HostTimePlatform 架构 hook 和 timer.rs 中，符合精简原则。
• arch/mod.rs 作为分发页只包含 target_arch 条件编译选择 + 薄转发函数，通用代码不再直接维护 #[cfg(target_arch = ...)] 分支。

Axvisor 消费者端：

• os/axvisor/src/config.rs 中移除了所有 #[cfg(target_arch = "...")] 的 AxVM 启动分支，统一使用 prepare_guest_boot + prepared_boot.load_images() 流程，代码大幅简化且逻辑集中。
• 原有的 handle_fdt_operations、is_x86_linux_image_config、init_guest_boot_resources、DEFAULT_X86_BIOS_LOAD_GPA 等分散调用全部通过统一的 boot 模块门面完成，不再需要消费者做架构分支。

边界契约测试：

• 12 个集成/边界契约测试设计出色，覆盖了 target_arch 位置约束、架构目录互斥性、公共模块反向依赖检查、Axvisor 统一门面使用、HostTime 接口精简、VcpuSetupContext 移除等关键不变量。
• 这些测试是回归防护的核心，确保后续改动不会破坏架构边界。

代码规范：

• vm.rs → vm/mod.rs + vm/* 目录结构迁移符合项目规范（book/guideline/code-quality.md §0.1 报纸式结构）。
• 模块默认私有（pub(crate)），按需公开，符合可见性最小化原则。

本地验证结果

• cargo fmt --check：通过
• cargo xtask clippy --package axvm：全部 6 个 feature 组合通过（default / fs / host-fs / sstc / svm / vmx），-D warnings
• cargo test -p axvm：93 个单元测试 + 12 个集成/边界契约测试全部通过
• 未发现工作区内任何 [patch.crates-io] 覆盖

CI 状态

PR 当前 head (d074909) 的 CI run #29218498167：

• Check formatting：success
• Run spin-lint：success
• Run sync-lint：success
• Run clippy：success
• Test starry aarch64 qemu：success
• 多个 axvisor self-hosted board 测试（phytiumpi-linux、orangepi-5-plus-linux、asus-nuc15crh-linux、roc-rk3568-pc-linux）：全部 success
• Test arceos jobs：success
• 其他 job（Starry x86_64/loongarch64、axvisor riscv64 等）：skipped（路径过滤，本 PR 未触及这些区域，属正常行为）

无 CI 失败项，无 PR 导致的 CI 问题。

重复/重叠 PR 分析

• 搜索了 axvm + arch + refactor 相关 open PR，未发现重复或冲突的 PR。
• PR #1322（axdevice registry）属于设备框架领域，无重叠。
• PR #1451（starry irq runtime 重构）属于调度/IRQ 领域，无重叠。

上一轮评审回顾

前次评审（commit 553aa8b，CHANGES_REQUESTED）提出的合并冲突问题已在本轮解决：

• PR 已 rebase 到最新 origin/dev，当前 mergeable_state: clean
• x86_64 的 build_vcpu_setup_config() 正确接收 memory_regions: &[VMMemoryRegion] 参数（保留了上游 #1555 的 guest memory region 传递）
• VcpuSetupContext 已移除，架构适配器改为直接接收具名的 VM config 和 memory_regions

评审结论

代码重构质量优秀，架构边界清晰，测试覆盖充分。所有本地验证和 CI 均通过，无阻塞问题。批准合并。

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评审总结

本 PR 将 AxVM 的架构差异代码收束到 virtualization/axvm/src/arch/ 目录，是一次高质量的架构重构。当前 head (543d03c) 在上一次已批准版本 (d074909) 基础上进一步将 VM 初始化编排集中到各架构的 vm.rs 中，边界契约测试从 12 个增长到 18 个，清理更加彻底。

代码质量评估

设计方面：

• architecture 合约层设计合理，GuestBootPlatform、BootImagePlatform、HostTimePlatform 三个能力 trait 职责清晰、边界明确，符合项目"组合优于继承"的设计原则。
• arch/mod.rs 作为分发页仅包含 target_arch 条件编译选择 + 薄转发函数，通用代码不再直接维护 #[cfg(target_arch = ...)] 分支。
• 四架构 VM 初始化 (x86_64/AArch64/RISC-V/LoongArch) 各自在 arch/<target>/vm.rs 中独立编排 vCPU 创建、设备注册、地址空间映射和资源提交流程，通用层只通过 CurrentArch::create_vm_resources 与 CurrentArch::init_vm 两个入口调度。
• 模块默认私有 (pub(crate))，按需公开，符合可见性最小化原则。

Axvisor 消费者端：

• os/axvisor/src/config.rs 中移除了所有 #[cfg(target_arch = "...")] 的 AxVM 启动分支，统一使用 prepare_guest_boot + prepared_boot.load_images() 流程，代码大幅简化。

边界契约测试：

• 18 个集成/边界契约测试覆盖了 target_arch 位置约束、架构目录互斥性、公共模块反向依赖检查、Axvisor 统一门面使用、HostTime 接口精简、VcpuSetupContext 移除、四架构 VM 初始化所有权、eager Ready 生命周期、失败清理等关键不变量。
• 这些测试是回归防护的核心。

上一轮评审回顾

• 第一轮评审 (commit 553aa8b，CHANGES_REQUESTED) 提出的合并冲突问题已在第二轮解决。
• 第二轮和第三轮评审 (commits d074909/549bbcb) 均已 APPROVE，无遗留阻塞问题。
• 本轮新增提交 543d03c 进一步集中 VM 初始化编排 + 增加 6 个边界契约测试，属于增量改进，未引入回归。

本地验证结果

• cargo fmt --check：通过
• cargo xtask clippy --package axvm：全部 6 个 feature 组合通过（default / fs / host-fs / sstc / svm / vmx），-D warnings
• cargo test -p axvm：92 个单元测试 + 18 个集成/边界契约测试全部通过
• 未发现工作区内任何 [patch.crates-io] 覆盖

CI 状态

PR 当前 head (543d03c) 的 CI run #29222308028 全部通过（28+ jobs 成功，0 失败）：

• Check formatting：success
• Run spin-lint：success
• Run sync-lint：success
• Run clippy：success
• Test starry (x86_64, loongarch64, aarch64, riscv64) qemu：全部 success
• Test axvisor (aarch64, loongarch64, riscv64, x86_64 svm hosted) qemu/board：全部 success
• Test arceos (x86_64, aarch64, riscv64, loongarch64) qemu：全部 success
• Self-hosted board 测试（orangepi-5-plus, phytiumpi, roc-rk3568-pc, asus-nuc15crh, aka-00-sg2002, visionfive2）：全部 success
• Test with std：success
• Test axloader HTTP smoke：success

无 CI 失败项，无 PR 导致的 CI 问题。部分 job（publish container image, 互斥的 run_container/run_host）按预期 skipped。

重复/重叠 PR 分析

• 搜索了 axvm + arch + refactor 相关 open PR，未发现重复或冲突的 PR。
• 本 PR 是独特的架构重构，无其他 PR 覆盖相同范围。

评审结论

代码重构质量优秀，架构边界清晰，测试覆盖充分。所有本地验证和 CI 均通过，无阻塞问题。批准合并。

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