基于平台抽象层的进程虚拟机设计与实现

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1、万方数据第34卷V01．34第9期No．9计算机工程ComputerEngineering2008年5月May2008·软件技术与数据库·文章编号：lo姗_3428(2008，o叫05导珈3文献标识码：A中图分类号：TP316基于平台抽象层的进程虚拟机设计与实现阳昕1，杨维康1，陈榕2，石磊1,3(1．清华大学计算机科学与技术系，北京100084；2．上海科泰世纪科技有限公司，上海201203；3．武警工程学院基础部，西安710086)摘要：分析WINE虚拟机响应缓慢的根源，提出平台抽象层(PAL)的概念，设计并实现了基于PAL的进程虚拟机Elavm。在Linux，Windo

2、ws和WinCE上，完成了ElavmPAL的硬件抽象模块，操作系统抽象模块和设备驱动抽象模块。其中，操作系统抽象模块实现了一个通用虚拟内核、一组商效的系统调用和一种摹于共享内存的“忙等待”进程间同步方法。测试表明，基于PAL的进程虚拟机，其平均响应时间仅为类WINE虚拟机的千分之一。关健词：平台抽象层；虚拟内核；虚拟机DesignandImplementationofPAL—basedProcessVirtualMachineYANGXinl，YANGWei．kan91，CHENRon92，SHILeil≯(1．DepartmentofComputerScienceandTe

3、chnology，TsinghuaUniversity，Belling100084；2．KoretideCorporation，Shanghai201203；3．DepartmentofFoundation，EngineeringCollegeofArmedPoliceForce，Xi’an710086)[Abstract]WINEvirtualmachineisanalyzedandthereasonsofitsslowserverarepointedOUt．TheconceptofPlatformAbstractionLayer(PAL)isproposed，andapr

4、ocessvirtualmachineElavmisdesignedandimplemented．OnLinux，WindowsandWinCE，thehardwareabstraction，operatingsystemabstractionanddevicedriverabstractionwithinElavmPALarefinished．Theoperatingsystemabstractionincludesageneralvirtualkernel，asetofsystemcallswithhighperformanceanda“busy—wait”inter—p

5、rocesssynchronizationmechanismbasedonsharedmemory．TestresultsshowtheaveragerespondingtimeofPAL—basedvirtualmachinesisaboutonethousandthofWINE—likevirtualmachines．[Keywords]PlatformAbstractionLayer(PAL)；virtualkernel；virtualmachine1概述“网络就是计算机”已成为信息技术的发展趋势之一。这要求一组网络计算机应成为一个软件能在其中自由迁移运行的系统。但足，

6、网络计算机是严重异构的，网络上存在大最和操作系统不兼容的计算机。这样，软件就只能在网络的某些节点上运行，极大地丧失了其灵活性和透明性。解决上述问题的方法之一，是在传统的计算机系统(图1)中添加一个称为虚拟机的软件层，给执行中的应用程序提供一个虚拟环境。虚拟机分为进程虚拟机和系统虚拟机2类⋯。WINE(WineIsNotaEmulator)是进程虚拟机的代袁之一。作为Unix平台上运行Windows程序的兼容层，WINE的优势是对底层硬件没有特殊要求，不需建立完整的Windows环境，性能损失小，而它遇到的最大问题是WINEServer对客户线程的请求响应缓慢¨J。固1传统计算

7、机系统结构2WINE体系结构及分析WINE(图2虚框)最重要的模块是WINEServer。WINEServer提供进程问通信，进程，线程管理和Windows内核对象共享等功能，可将其理解为一个WindowsNT虚拟内核。它是一个独立的Unix进程，内部只有一个轮询线程，在一个poll()循环中检查并响应客户线程的请求。[弼i葫wsEXE----3广二二●一一一二一一一一一1I[Windows旦L坠f：!fWindowsCoreWINEi；：【Sys—temDLLsJ{!!型lii厂——讪NEi磊蕊iF一