开题-ARM平台虚拟化关键技术研究.pptxVIP

ARM平台虚拟化关键技术研究项目背景ARM在处理器市场超摩尔定律发展开放的商业模式牢牢占据移动终端市场多核技术发展，着手进军服务器市场ARM架构的内在优势能耗：仅为同性能x86的65%成本低：较小的核心面积虚拟化技术已在x86平台广泛应用负载均衡，整合异构，便于维护，安全性等研究现状ARM架构虚拟化虚拟化不友好架构虚拟化漏洞、特权级太少（仅PL0和PL1）等增加虚拟化硬件扩展2010年实现虚拟化硬件支持并发布硬件虚拟化规范增加操作模式和特权级TLB中增加了VMID避免多余刷新双地址映射虚拟中断注入等总体现状针对ARM平台的虚拟化研究已取得了初步的成果，但绝大多数成果并不开源且为半虚拟化方式实现研究现状代表性系统VMware MVP：面向移动终端，半虚拟化Green Hill Integrity：全虚拟化，但仅支持单Guest OSOKL4 Microvisor：半虚拟化，不开源但可以看到性能测试数据 ……Xen on ARM：2008年，ARM虚拟化开源解决方案先驱，由三星公司主导研发，半虚拟化，性能损失明显HSV on ARM：2011年，NICTA和Open Kernel Labs等开发，第一个使用ARM在2010年提出的硬件拓展的VMMKvm for ARM: 2010年开始，由哥伦比亚大学研发，起初只支持半虚拟化，现已支持全虚拟化和硬件虚拟化，截至目前，还在不断完善与更新。支持平台架构的ARM 虚拟机监控器原型系统系统原型CPU虚拟化关键技术中断虚拟化内存虚拟化研究目标研究内容ARM架构与X86架构虚拟化对比分析对比研究虚拟化硬件扩展的区别找出各自架构的敏感指令集及模拟方式各自架构对实现cpu，内存等虚拟化有怎样的影响(e.g.分页方式)研究ARM架构下虚拟化的实现机制虚拟化实现结构选择基于Hypervisor execution mode的CPU虚拟化方式基于Second stage translation和基于domain保护的内存虚拟化方式等ARM架构下微型化虚拟机监控器设计最优化功能组合以简单高效为标准实现简单的系统调用截获及处理功能技术路线虚拟化架构CPU虚拟化基于Hypervisor execution mode陷入指令模拟优先级调度 linux通过HVC命令进行World-switchHost BasedHypervisor modeVmvare like技术路线内存虚拟化基于二级页表管理（Second stage MMU）Cache和TLB刷新（基于VMID）基于ARM架构中的Domain保护客户地址中断虚拟化（virtual exception）基于ARM独有的虚拟中断机制Hyp Mod如果需要，则将Vcpu中的GIC位置为pendinge判断是否需要被注入客户操作系统微型化不实现全集，而是最优的功能组合减少code-base size进度安排2013年3月04日—2013年3月17日完成开题报告，调研研究方案2013年3月18日—2013年3月25日搭建Fast Model实验环境2013年3月26日—2013年4月21日研究虚拟化的关键技术，并在中期答辩前写出技术报告2013年4月22日—2013年5月19日编写并实现ARM平台下的虚拟机监控器的最小的原型系统2013年5月20日—2013年6月13日完成毕业论文，整理毕设工作并准备答辩谢谢！近年来随着智能手机、平板等移动数据终端的快速发展，ARM芯片的制程及更新速度，已经超过了摩尔定理芯片发展速度。ARM处理器的发展已经改变了传统嵌入式的概念，使ARM架构成为与x86架构相竞争的硬件结构。凭借着其精简指令集低能耗和低成本的特点，目前在移动设备市场，ARM处理器的市场份额超过90%；并且，ARM处理器还占领70%的平板电脑处理器市场和30%的上网本处理器市场，微软从WIN8开始，开始正式支持ARM处理器。所以ARM在小型计算机中已占领绝对优势。另外，去年10月29日，AMD宣布设计64bitARM架构处理器，目前，AMD与ARM的合作已经得到了dell，hp两大服务器厂商和服务器系统厂商的支持。此外，互联网巨头Facebook也借势筹建以ARM处理器为主的俄勒冈数据中心。这都标志着ARM将以其低能耗和低成本的优势进军服务器市场。而虚拟化作为计算机领域的一项关键技术，具有整合异构、便于实时维护与管理、节省功耗及安全性等优势；已在x86平台得到了广泛应用研究面向ARM平台的虚拟化技术具有重要理论及研究价值。2008年，三星公司主导开发了Xen on ARM[4]，成为开源解决方案的先驱。Xen on ARM对CPU的虚拟化为保护kernel地址，将用户模式分为两种模式，xen控制guest OS在这两种模式切换；异常处理主要是异常如何通过VMM转到gu