系统虚拟化中指令去特权化的软硬件协同设计

作     者：台运方 蔡万伟 刘奇 张戈 章隆兵 Tai Yunfang;Cai Wanwei;Liu Qi;Zhang Ge;Zhang Longbing

作者机构：中国科学院计算机系统结构重点实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049 龙芯中科技术有限公司北京100190 中国科学院重庆绿色智能技术研究院电子所重庆401122 

出 版 物：《高技术通讯》 (Chinese High Technology Letters)

年 卷 期：2012年第22卷第11期

页      面：1149-1154页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家“核高基”科技重大专项课题(2009zx01028JD02_003 2009zx01029JD01-003)和国家自然科学基金(60921002 61003064 61050002 61070025 61100163 61133004 61173001)资助项目 

主　　题：虚拟化 去特权化 软硬件协同设计 特权指令 敏感指令 

摘      要：提出了一种软硬件协同设计的去特权化方式，用来减少系统虚拟机中特权指令和敏感指令产生的额外开销。其主要思想是使用修改操作系统源代码的软件去特权化方式减少敏感指令的额外开销，使用修改硬件方式减少非敏感指令的特权指令的额外开销。两者配合使用可最大限度减少虚拟机中这两类指令的额外开销，从而能提高系统虚拟机性能。在MIPS架构CPU的测试板上的实验显示，使用这种方法之后虚拟机的特权指令和敏感指令造成的异常数减少了近97％，同时SPECCINT2000测试集中大部分程序性能提升100％以上。