[發明專利]在虛擬化平臺中管理TLB高速緩存的方法和裝置

有效

• 申請號: 202210496390.0
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114595164B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 談鑒鋒;別體偉;沈安琪;賀勇;陳歆
• 申請（專利權）人: 支付寶（杭州）信息技術有限公司
• 主分類號: G06F12/0802
• 分類號: G06F12/0802;G06F9/455
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽;周良玉

本說明書實施例提供一種在虛擬化平臺中管理TLB高速緩存的方法和裝置，其中虛擬化平臺運行若干虛擬機，每一虛擬機被分配獨有的VPID，該虛擬機中所有虛擬邏輯處理器共享該VPID；虛擬機中運行的客戶進程被分配有PCID。TLB高速緩存中TLB條目的標識字段包括VPID和PCID。上述方法包括：當檢測到涉及無效地址映射關系的目標客戶進程，獲取該目標客戶進程對應的當前VPID和當前PCID；將當前PCID歸入當前VPID對應的無效PCID集合中，并從目標虛擬機的可用PCID集合中，選擇一PCID作為更新PCID；將該更新PCID分配給目標客戶進程，使得TLB高速緩存中記錄針對目標客戶進程的更新條目，該更新條目的標識字段包括更新PCID。

技術領域

本說明書一個或多個實施例涉及虛擬化平臺，尤其涉及一種在虛擬化平臺中管理TLB高速緩存的方法方法及裝置。

背景技術

轉換旁路緩沖器TLB（Translation Lookaside Buffer）是CPU中的一段高速緩存，用于減少訪問內存位置所需花費的時間。TLB是芯片的內存管理單元（MMU）的一部分。其中的TLB條目，存儲最近使用的虛擬地址（或稱邏輯虛擬）到內存中物理地址的轉換關系。

在虛擬化平臺的場景中，一個物理平臺（典型地，具有多個物理處理器的多核物理平臺）上可以部署多個虛擬機，相應的，物理處理器被虛擬化為虛擬邏輯處理器，供虛擬機使用。虛擬機中可以運行客戶進程。由于一個進程可以具有多個線程，該多個線程可能由不同的邏輯處理器處理，并且，虛擬化的任務可能在不同邏輯/物理處理器中遷移，因此，一個客戶進程對應的TLB條目可能存儲于多個物理核中。當某個進程出現地址映射的異常，例如一些地址轉換關系變得無效，相關的TLB條目也會成為無效條目，需要從TLB高速緩存中移除該無效條目，以確保不同物理核的一致性。從TLB高速緩存移除無效條目的過程又稱為TLB清除（flush）。TLB清除需要耗費系統資源，并且不必要的TLB清除還會降低緩存的命中率，因此頻繁執行TLB清除會降低虛擬化平臺的性能。

因此，希望有一種新的方案，可以降低TLB清除的頻次，提高TLB條目的利用率，進而提升虛擬化平臺的性能。

發明內容

本說明書一個或多個實施例描述了一種在虛擬機平臺中管理TLB高速緩存的方法及裝置，能夠通過非硬件的方式，降低TLB清除的頻次，提高TLB條目的利用率，提升虛擬化平臺的性能。

根據第一方面，提供一種在虛擬化平臺中管理TLB高速緩存的方法，所述虛擬化平臺運行若干虛擬機，其中，每一虛擬機被分配獨有的虛擬處理器標識VPID，該虛擬機中所有虛擬邏輯處理器共享該VPID；所述虛擬機中運行的客戶進程被分配有進程上下文標識PCID；所述TLB高速緩存中存儲若干TLB條目，其中，任一TLB條目的標識字段包括VPID和PCID，所述方法包括：

當檢測到涉及無效地址映射關系的目標客戶進程，獲取該目標客戶進程所屬的目標虛擬機的當前VPID和所述目標客戶進程被分配的當前PCID；

將所述當前PCID歸入當前VPID對應的無效PCID集合中；

從所述目標虛擬機的可用PCID集合中，選擇一PCID作為更新PCID；

將所述更新PCID分配給所述目標客戶進程，使得所述TLB高速緩存中記錄針對所述目標客戶進程的更新條目，所述更新條目的標識字段包括所述更新PCID。

根據一個實施例，上述方法還包括，將所述更新PCID歸入所述目標虛擬機的使用中PCID集合中。