虛擬機技術可以簡化計算機系統(tǒng)管理,提高系統(tǒng)的可移植性、可靠性和安全性,已經成為計算機技術研究和應用領域的一個重要方向。嵌入式系統(tǒng)向非專用計算平臺方向的發(fā)展使它們要面對與普通計算機系統(tǒng)相同的需求,比如系統(tǒng)管理、系統(tǒng)可靠性、軟件平臺適應性和安全性等,在嵌入式系統(tǒng)上應用虛擬機技術越來越重要。Linux內核虛擬機(KVM)是一種開源的虛擬機技術,它作為Linux內核的一個模塊,具有很強的適應性和性能,不過它需要處理器架構支持硬件虛擬化功能,而在嵌入式領域應用廣泛的ARM處理器不支持硬件虛擬化,這就使得Linux內核虛擬機無法直接應用在ARM架構平臺上,目前國內在這個領域缺少相關的研究。 論文研究并分析了ARM處理器敏感指令的特點和功能,研究了當前在不支持硬件虛擬化功能的處理器架構平臺上實現(xiàn)虛擬化的一些技術,并對基于KVM的輕量級泛虛擬化技術進行了深入研究,分析了它的處理異常和硬件中斷的方式,用陷阱機制可以簡化對敏感指令的處理。基于這些研究,給出了一種在ARM架構平臺上實現(xiàn)KVM虛擬機的方案,詳細設計方案中的虛擬機實現(xiàn)機制,包括:虛擬CPU機制、影子頁表和共享頁的創(chuàng)建、內存保護機制、向虛擬內存中...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1三種虛擬機系統(tǒng)結構模式示意圖

根據(jù)虛擬化的實現(xiàn)所位于的計算機系統(tǒng)抽閑層次的不同，可將虛擬機系統(tǒng)分為三種[3]：(1)硬件級虛擬機（HAL）。這種虛擬機實現(xiàn)方案支持在一臺計算機系統(tǒng)上同時存在多個運行環(huán)境，每個運行環(huán)境可以支持一個客戶操作系統(tǒng)[4]。硬件級虛擬機必須能夠對處理器架構平臺中的一些特權指令（比如修改....

圖2.1KVM虛擬機結構示意圖

at、AMD、惠普、IBM、Novell、西門子、SG本架構，虛擬機是作為一個普通的Linux進程來執(zhí)行空間，并獨立于創(chuàng)建它的用戶空間的進程的地數(shù)進行調度，不過虛擬CPU不是通過它自身是作為普通Linux進程的形式出現(xiàn)的。這允許。在KVM中，通過打開設備節(jié)點“/d....

圖2.3KVM客戶系統(tǒng)執(zhí)行循環(huán)流程圖

行在一個三重嵌套的循環(huán)中：用戶空間程序調用系統(tǒng)內核去執(zhí)行客戶代外部事件，這個外部事件可以是網卡接收到，外部事件是通過信號描述和發(fā)送的。核促使硬件進入到客戶執(zhí)行模式下。如果處個事件可以是外部中斷或者一個影子頁表恢復客戶系統(tǒng)的執(zhí)行。如果處理器退出客戶達了處理器，這樣系統(tǒng)內核就退出客戶....

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）。內存管理單元以頁（page）為單定大小的連續(xù)內存塊，例如4k或8k，操作系統(tǒng)為每個稱為進程內存映射的表（ProcessMemoryMapTable），的所有內存頁和它們在物理內存中的實際位置[3....

本文編號：3945877