基于龙芯平台的虚拟机研究

发布时间:2018-04-19 12:41

  本文选题:虚拟机 + 二进制翻译 ; 参考:《中国科学技术大学》2016年博士论文


【摘要】:国产处理器是国家信息产业的核心技术。国产处理器飞速发展使得二进制代码兼容问题成为学术研究的热点之一。动态二进制翻译技术是解决二进制代码兼容性的重要技术,而跨指令集系统虚拟机建立在动态二进制翻译技术上,为系统级的二进制代码兼容性提供解决方案。本文以解决龙芯应用中的二进制代码兼容性问题为背景,围绕跨指令集系统虚拟机和动态二进制翻译技术开展了多项工作。本文的主要工作与贡献有:1)提出了一种基于离线数据流分析的优化方法。该方法对实验数据采样并进行离线的数据流分析,为本文优化指明了方向。本方法对虚拟处理器的优化、并行虚拟处理器的实现和优化、内核化虚拟层的设计和优化进行策略选择,并取得了较好的效果。2)提出了基于龙芯平台的虚拟处理器的一系列优化方法并在龙芯平台上实现了若干种传统优化手段,这些方法和手段使得龙芯平台上虚拟处理器的性能取得显著提升。3)解决了龙芯平台上多核虚拟处理器中的存储顺序和模拟中断产生发送的实现等问题。为了解决上述问题,本文设计了函数级和指令级的原子操作解决方案,以及基于无锁队列和信号的模拟中断解决方案。实验证明,这些方案具有高可扩放性、高可移植性、高性能等优势。4)提出并实现了一种跨ISA内核化虚拟层方法。该方法解决了虚拟设备存在的性能不高、无法有效利用主机设备等问题。
[Abstract]:Domestic processor is the core technology of national information industry.With the rapid development of domestic processors, binary code compatibility has become one of the hot topics in academic research.Dynamic binary translation technology is an important technology to solve binary code compatibility. The virtual machine of cross-instruction set system is built on dynamic binary translation technology, which provides a solution for system level binary code compatibility.In order to solve the compatibility problem of binary code in Godson application, this paper focuses on the virtual machine of cross-instruction set system and dynamic binary translation technology.The main work and contribution of this paper are as follows: (1) an optimization method based on offline data flow analysis is proposed.The method is used to sample the experimental data and analyze the off-line data flow, which points out the direction of optimization in this paper.The method selects the strategy for the optimization of virtual processor, the realization and optimization of parallel virtual processor, the design and optimization of kernel virtual layer.A series of optimization methods of virtual processor based on Godson platform are proposed, and some traditional optimization methods are realized on the platform.These methods and methods make the performance of virtual processor on the Godson platform improve significantly. 3) it solves the storage order and the implementation of simulation interrupt generation and transmission in the multi-core virtual processor on the Godson platform.In order to solve the above problems, this paper designs atomic operation solutions at function level and instruction level, as well as simulated interrupt solutions based on unlocked queues and signals.Experiments show that these schemes have the advantages of high scalability, high portability and high performance. 4) A cross-kernel virtual layer method is proposed and implemented.This method solves the problem that the performance of the virtual device is not high and the mainframe equipment can not be used effectively.
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP302

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本文编号:1773139


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