[發明專利]用于虛擬化的細粒度地址重新映射

有效

• 申請號: 201580072969.2
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN107209723B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: D·J·哈里曼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F12/1009
• 分類號: G06F12/1009;G06F12/109;G06F9/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 何焜

描述了地址重新映射技術。方法可以包括在系統存儲器的分頁設備處接收來自子頁轉換器的輸入/輸出(IO)設備的第一物理地址，其中子頁位置指示符可以與第一物理地址相關聯。方法可以進一步包括當子頁位置指示符可被設置為子頁查找模式時，基于物理地址在子頁轉換表中標識虛擬地址。方法可以進一步包括基于子頁位置指示符確定何時在子頁轉換表中查找物理地址。方法可以進一步包括將虛擬地址傳遞到虛擬機。

背景技術

虛擬化的系統可以將硬件與軟件資源組合為單個實體。虛擬化的系統可以共享諸如存儲或處理時間的計算機資源。例如，虛擬化可以將一個物理計算機轉換為多個虛擬機。虛擬機可以類似于唯一的物理設備操作，例如，運行其自己的操作系統(OS)。輸入/輸出存儲器管理單元(IOMMU)可以使得虛擬機能使用外圍設備，諸如以太網硬件、加速圖形卡和硬驅動控制器。為了在虛擬機與外圍設備之間傳遞操作，可以將地址在外圍設備的物理存儲器地址與虛擬機的虛擬存儲器地址之間轉換或重新映射。可以在單個計算機或服務器內、在一組計算機或服務器內或跨網絡支持虛擬化。

附圖說明

圖1a示出了根據一個實施例的使用輸入/輸出(IO)虛擬化的計算機系統中的硬件組件的框圖。

圖1b示出了根據一個實施例的分頁機制的轉換表中的頁和子頁。

圖2a示出了根據一個實施例的具有細粒度的地址重新映射的虛擬化系統。

圖2b示出了根據一個實施例的IO設備將虛擬地址傳遞到虛擬機的方法的時序圖。

圖2c示出了根據一個實施例的虛擬機將物理地址傳遞到IO設備的方法的時序圖。

圖3示出了根據一個實施例的子頁轉換表中的單個條目的信息內容。

圖4示出了根據一個實施例的存儲和檢索子頁轉換器的地址轉換的示圖。

圖5是示出根據一個實施例的將虛擬地址傳遞到虛擬機的方法的流程圖。

圖6A是示出根據一個實施例的有序流水線以及寄存器重命名級、亂序發布/執行流水線的框圖。

圖6B是示出根據一個實施例的實現安全存儲器重新分區的處理器的微架構的框圖。

圖7示出了根據一個實施例的包括執行安全存儲器重新分區的邏輯電路的處理器的微架構的框圖。

圖8是根據一個實現的計算機系統的框圖。

圖9是根據另一實現的計算機系統的框圖。

圖10是根據一個實現的片上系統的框圖。

圖11示出了計算系統的框圖的另一實現。

圖12示出了計算系統的框圖的另一實現。

具體實施方式

描述了用于輸入/輸出(IO)設備虛擬化的重新映射技術。

虛擬機監視器(VMM)可以創建一種環境以使得多個操作系統能在計算設備上同時地或并行地運行。例如，為不同的操作系統(OS)(諸如Windows、Mac或Linux)寫入的應用可以同時在計算設備的相同硬件上運行。VMM可以在計算機系統的啟動期間被加載，并且可以從計算機系統啟動的時間到計算設備關閉的時間控制計算設備的硬件。

當操作系統在VMM上運行時，計算設備的硬件可以被虛擬化以向操作系統提供對計算設備的控制。硬件可以包括：存儲器、輸入/輸出(IO)設備和中央處理單元(CPU)。例如，為了虛擬化CPU，硬件可以跟蹤OS何時執行特權指令(privileged instruction)，并且VMM可以對特權指令進行仿真以仿真具有對硬件的唯一控制的操作系統。為了使存儲器虛擬化，VMM可以在OS對物理存儲器的使用與硬件處的計算設備存儲器之間轉換。