嵌套虛擬化下基于VT-d技術(shù)的I-O性能優(yōu)化研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展,對VMM進(jìn)行實(shí)時遷移、開發(fā)測試運(yùn)維、安全控制等方面的需求使嵌套虛擬化成為必要。目前在Xen項(xiàng)目上,嵌套I/O虛擬化的實(shí)現(xiàn)主要基于軟件模擬或類虛擬化。嵌套虛擬設(shè)備發(fā)生DMA時,CPU頻繁陷入VMexit并模擬DMA訪問,給系統(tǒng)帶來較大開銷,導(dǎo)致I/O性能較低。
  針對上述問題,本論文以嵌套虛擬化和I/O虛擬化的基本原理和實(shí)現(xiàn)為研究對象,旨在以減少設(shè)備DMA訪問時VMexit發(fā)生次數(shù)為研究方向,以嵌套設(shè)備直接訪

2、問底層物理內(nèi)存為研究思路,通過研究VT-d和影子頁表技術(shù),設(shè)計實(shí)現(xiàn)了硬件輔助的虛擬VT-d方案,以優(yōu)化嵌套虛擬機(jī)的I/O性能。研究內(nèi)容如下:
  1.對物理VT-d設(shè)備進(jìn)行虛擬化封裝,創(chuàng)建了虛擬VT-d結(jié)構(gòu),使嵌套VMM可再次進(jìn)行設(shè)備分配。構(gòu)建了虛擬的DMA重映射硬件,進(jìn)行虛擬的DMA重映射,將嵌套設(shè)備的DMA訪問轉(zhuǎn)換成底層設(shè)備物理地址。
  2.為了加速DMA訪問,設(shè)計了影子VT-d頁表,將嵌套客戶機(jī)物理地址到嵌套VMM物

3、理地址的映射,再到底層VMM物理地址的兩層映射,縮減為一層映射,使得嵌套設(shè)備對內(nèi)存的訪問直接關(guān)聯(lián)到物理設(shè)備,期間無須中間嵌套 VMM的干預(yù),可以減少VMexit調(diào)度次數(shù)和降低CPU調(diào)度頻率。
  3.采用遞歸方法實(shí)現(xiàn)設(shè)備直接分配的嵌套,將設(shè)備在底層VMM進(jìn)行設(shè)備隱藏,使用I/O位映射或PCI基址寄存器轉(zhuǎn)換表技術(shù)來直接分配,進(jìn)入嵌套VMM后,再次使用這兩項(xiàng)技術(shù)來供CPU訪問相應(yīng)的端口I/O和內(nèi)存映射I/O。
  此方案使嵌套虛

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