虛擬機(jī)技術(shù)可以簡化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理,提高系統(tǒng)的可移植性、可靠性和安全性,已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)研究和應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要方向。嵌入式系統(tǒng)向非專用計(jì)算平臺方向的發(fā)展使它們要面對與普通計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相同的需求,比如系統(tǒng)管理、系統(tǒng)可靠性、軟件平臺適應(yīng)性和安全性等,在嵌入式系統(tǒng)上應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)越來越重要。Linux內(nèi)核虛擬機(jī)(KVM)是一種開源的虛擬機(jī)技術(shù),它作為Linux內(nèi)核的一個(gè)模塊,具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和性能,不過它需要處理器架構(gòu)支持硬件虛擬化功能,而在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的ARM處理器不支持硬件虛擬化,這就使得Linux內(nèi)核虛擬機(jī)無法直接應(yīng)用在ARM架構(gòu)平臺上,目前國內(nèi)在這個(gè)領(lǐng)域缺少相關(guān)的研究。 論文研究并分析了ARM處理器敏感指令的特點(diǎn)和功能,研究了當(dāng)前在不支持硬件虛擬化功能的處理器架構(gòu)平臺上實(shí)現(xiàn)虛擬化的一些技術(shù),并對基于KVM的輕量級泛虛擬化技術(shù)進(jìn)行了深入研究,分析了它的處理異常和硬件中斷的方式,用陷阱機(jī)制可以簡化對敏感指令的處理�；谶@些研究,給出了一種在ARM架構(gòu)平臺上實(shí)現(xiàn)KVM虛擬機(jī)的方案,詳細(xì)設(shè)計(jì)方案中的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)制,包括:虛擬CPU機(jī)制、影子頁表和共享頁的創(chuàng)建、內(nèi)存保護(hù)機(jī)制、向虛擬內(nèi)存中...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1三種虛擬機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式示意圖

根據(jù)虛擬化的實(shí)現(xiàn)所位于的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽閑層次的不同，可將虛擬機(jī)系統(tǒng)分為三種[3]：(1)硬件級虛擬機(jī)（HAL）。這種虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)方案支持在一臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上同時(shí)存在多個(gè)運(yùn)行環(huán)境，每個(gè)運(yùn)行環(huán)境可以支持一個(gè)客戶操作系統(tǒng)[4]。硬件級虛擬機(jī)必須能夠?qū)μ幚砥骷軜?gòu)平臺中的一些特權(quán)指令（比如修改....

圖2.1KVM虛擬機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

at、AMD、惠普、IBM、Novell、西門子、SG本架構(gòu)，虛擬機(jī)是作為一個(gè)普通的Linux進(jìn)程來執(zhí)行空間，并獨(dú)立于創(chuàng)建它的用戶空間的進(jìn)程的地?cái)?shù)進(jìn)行調(diào)度，不過虛擬CPU不是通過它自身是作為普通Linux進(jìn)程的形式出現(xiàn)的。這允許。在KVM中，通過打開設(shè)備節(jié)點(diǎn)“/d....

圖2.3KVM客戶系統(tǒng)執(zhí)行循環(huán)流程圖

行在一個(gè)三重嵌套的循環(huán)中：用戶空間程序調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)核去執(zhí)行客戶代外部事件，這個(gè)外部事件可以是網(wǎng)卡接收到，外部事件是通過信號描述和發(fā)送的。核促使硬件進(jìn)入到客戶執(zhí)行模式下。如果處個(gè)事件可以是外部中斷或者一個(gè)影子頁表恢復(fù)客戶系統(tǒng)的執(zhí)行。如果處理器退出客戶達(dá)了處理器，這樣系統(tǒng)內(nèi)核就退出客戶....

圖2.5ARM9系列處理器的高速緩存和寫緩存示意圖

圖2.5ARM9系列處理器的高速緩存和寫緩存示意圖管理單元（MMU）。內(nèi)存管理單元以頁（page）為單定大小的連續(xù)內(nèi)存塊，例如4k或8k，操作系統(tǒng)為每個(gè)稱為進(jìn)程內(nèi)存映射的表（ProcessMemoryMapTable），的所有內(nèi)存頁和它們在物理內(nèi)存中的實(shí)際位置[3....

本文編號：3945877