x86硬件仿真虚拟机的并行化研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要计算机硬件的飞速发展，推动了传统虚拟化技术的革新与进步。各种不同类型虚拟化技术的不断涌现，推动了虚拟化产品在服务资源整合、软件测试等领域的广泛使用。虚拟化软件不仅在企业级应用中有着广泛的应用前景，更被越来越多的个人用户所使用。然而由于多种原因，各种虚拟化技术发展并不平衡，特别是在内核级软件的开发、测试领域有特殊作用的硬件仿真级虚拟机，还不能做到对真实计算资源的充分利用，阻碍了其在新的硬件环境下的有效使用。针对上述问题，设计实现了一种新的并行化x86硬件仿真虚拟机Para-Boc

2、hs。Para-Bochs将并行化技术与传统x86硬件虚拟技术相结合，在多CPU的硬件环境下能够充分利用多个CPU计算资源，提高虚拟机运行效率；同时以并行化实现为基础，进一步模拟出相对更真实的对称多CPU硬件环境，提高虚拟机的真实性与可用性，改善用户体验。Para-Bochs系统的核心思想是：以线程为基本运行单位，对各个CPU分别进行模拟。同时辅以大量保护措施，解决如临界资源互斥等在多CPU并行执行环境下可能出现的问题。该系统充分利用了线程的优点，同时也考虑到了其缺点，在运行效率与模拟真实性之间取得了一个

3、比较好的平衡。测试结果表明：Para-Bochs相对于原有的x86硬件虚拟机bochs，性能有比较明显的提高，接近了理论的加速比，达到了设计要求；同时，该虚拟机提供了一种相对真实的模拟对称多CPU运行模式，这为今后硬件仿真级虚拟机在虚拟对称多CPU环境下的广泛应用打下良好的基础。关键词：虚拟化，硬件仿真，x86，线程I华中科技大学硕士学位论文AbstractTherapiddevelopmentofcomputerhardwarehaspromotedinnovationandprogressofthet

4、raditionalvirtualizationtechnology.Differenttypesofvirtualizationtechnologiescontinuetoemerge,whichhaspromotedthewideuseofvirtualizationsoftwareproductintegrationintheserviceofresources,softwaretestingandotherareas.Virtualizationsoftwareisusednotonlyinthe

5、enterprise-levelapplications,butalsobyanincreasingnumberofindividualusers.VirtualizationtechnologiesacrossComputingArchitecturetechnologycombinedtochangetheperceptionofthemethodofusingtraditionalcomputingresource.However,duetovariousreasons,thedevelopment

6、ofvariousvirtualizationtechnologyisuneven,particularlyinthedevelopmentandtestingareaofkernel-levelsoftware,itisnotdonerightrealtermsthefullutilizationofresources,hinderitsnewhardwareinthecontextoftheeffectiveuse.Totheaboveissues,asoneofthex86hardwareemula

7、tor,Para-Bochsisdesigned.theparallelvirtualizationtechnologyofPara-Bochswhichconnectwiththetraditionalvirtualtechnology,maketheemulatorvirtualmachineinmulti-CPUhardwareenvironmenttotakefulladvantageofCPUresources,andimprovetheoperatingefficiencyofvirtualm

8、achine;Para-BochscansimulaterelativetrueSMPvirtualhardwareenvironmentbasedontheparallelvirtualizationtechnology,whichimprovetheveracityandavailabilityofthevirtualmachine,includingtheuserexperience.ThecoreideaofPara-