一种申威架构下的改进嵌套页表内存虚拟化方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种申威架构下的改进嵌套页表内存虚拟化方法与系统。该方法包括：在查询TLB发生TLB未命中时，MMU访问四级客户机进程页表进行页表查询，在每一级的访问中，都需要首先访问NPT MMU进行嵌套页表查询，通过平滑嵌套页表将客户机物理地址转换为宿主机物理地址；在嵌套页表查询出现映射缺失时，CPU切换客户机上下文到宿主机上下文中以进行嵌套页表缺页中断处理。本发明专利技术所提出的方案基于申威架构特点尤其是可编程接口的特性，继承了传统嵌套页表模型复杂度低、页表同步开销小的优势并且消除了传统嵌套页表模型因多次页表查询而产生的访存开销；不需要复杂的硬件支持，也不会和影子页表模型一样引入额外的页表同步开销。开销。

【技术实现步骤摘要】
一种申威架构下的改进嵌套页表内存虚拟化方法与系统


[0001]本专利技术涉及申威架构虚拟化领域，尤其涉及一种申威架构下的改进嵌套页表内存虚拟化方法与系统。

技术介绍

[0002]申威家族处理器作为我国具有完全自主知识产权的处理器系列，其发展十分受到国家重视，超级计算机神威太湖之光的巨大成功也奠定了其在国产处理器领域的地位。尤其是安全性、自主可控性要求较高的部门，申威架构服务器备受青睐。第一代申威指令集架构源自Alpha指令集，后经不断完善与发展，已经发展成为独立自主的申威指令集。
[0003]随着信息化技术的不断发展，申威处理器需要也应当面向更广阔的云服务系统。虚拟化是云计算服务的主要支撑技术之一，指将一台物理计算机系统虚拟化为一台或多台虚拟计算机系统(虚拟机)。通过虚拟化的硬件(如CPU、内存等)，每台虚拟机都对外提供一个独立且完整的计算机执行环境。虚拟化技术分为三个主要方面：CPU虚拟化，内存虚拟化和I/O虚拟化。申威在CPU虚拟化和I/O虚拟化已经有了较为完善的解决方案，但就内存方面，申威虚拟机仍采用固定大小的预留段式内存进行直接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种申威架构下的改进嵌套页表内存虚拟化方法，其特征在于，包括以下步骤：在查询TLB发生TLB未命中时，MMU访问客户机进程页表与嵌套页表进行二维页表查询，其中通过平滑嵌套页表将客户机物理地址转换为宿主机物理地址；在嵌套页表查询出现映射缺失时，CPU切换客户机上下文到宿主机上下文中以进行嵌套页表缺页中断处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，MMU进行四级进程页表查询，每一次查询都访问一次NPT MMU将客户机物理地址转换到宿主机物理地址，用以进行下一级页表或者最终物理地址的寻址。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，嵌套页表查询结束后，MMU将客户机虚拟地址到宿主机物理地址的映射用软件填充TLB。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当NPT MMU发现嵌套页表项对应有效位为0时，触发一次嵌套页表缺页，CPU发生一次虚拟机退出，进行上下文切换，进入VMM进行嵌套页表缺页中断处理。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，嵌套页表缺页中断处理结束后，VMM调用虚拟机进入接口切换上下文，重新陷入虚拟机，CPU再次执行产生TLB缺失的指令，重新开始地...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙赛，汪小林，罗英伟，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：