虛擬化技術研究及PCI設備直接訪問的實現.pdf

1、近幾年，在各大業(yè)界廠商的大力推動下虛擬化技術得到了快速的發(fā)展，在增加服務器的穩(wěn)定性、安全性和仿真計算環(huán)境等方面得到越來越廣泛的應用。但是完全虛擬化方式下直接設備訪問的研究還很少，如果實現虛擬機的直接設備訪問，可以最大程度的降低虛擬機監(jiān)視器的干涉，消除模擬硬件的開銷。同時，客戶操作系統(tǒng)可以使用現有的驅動程序對種類多樣的硬件提供穩(wěn)定和高效的支持。 本文在使虛擬化技術產品化的需求之下，引出虛擬機I/O效率的問題，并在最新的xen3.0

2、和處理器級的虛擬化技術的基礎上給出了相應解決方案和實現。 通過分析xen和VMWareWorkstation等虛擬機的架構和I/O子系統(tǒng)，本文認為用模擬硬件的方法難以克服運行負擔和實現的復雜性。本文給出一種在完全虛擬化架構下實現直接設備訪問的方法，設計了基于xen3.0的直接設備訪問虛擬機系統(tǒng)的架構，并實現了PCI設備的直接訪問。通過對xen設備模組等相關部分的源代碼的分析，本文利用設備模組完成硬件資源的配置管理，利用Intel

3、VT-x技術的支持使得虛擬機在使用設備時不經過設備模組，從而縮短了I/O訪問的路徑。另外針對客戶操作系統(tǒng)中I/O資源的分配與Domain0的分配不一致的關鍵問題給出了地址轉換的解決方法。對于內存映射的I/O區(qū)間，通過影子頁表實現I/O資源的映射。對于獨占式I/O，使用注冊處理函數的方式進行映射。 對虛擬化技術的研究有利于推進自主版權的操作系統(tǒng)級軟件的發(fā)展。通過實現支持PCI設備直接訪問的虛擬機系統(tǒng)，本文對于改進虛擬機系統(tǒng)結構做出