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题目:嵌入式hypervisor域间通信机制研究

关键词:域间通信; 嵌入式hypervisor; OKL4; 事件通道

  摘要


当前随着虚拟化技术的不断发展以及嵌入式硬件设备各方面性能的不断提升,促进了虚拟化技术在嵌入式平台上的应用。由于嵌入式设备的功能属性很强,其更强调运行于hypervisor之上的各应用程序之间的相互协作,使得嵌入式hypervisor对于域间通信机制的依赖程度更高。然而目前大部分嵌入式hypervisor的域间通信机制主要还是依赖于下层微内核的IPC机制。IPC机制虽然高效,但其同步属性会给通信双方带来阻塞、轮询等不确定性等待问题。除此之外,由于IPC机制采用寄存器方式传递数据,并不适用于批量数据的跨域传输。

本文基于上述问题,研究嵌入式hypervisor虚拟化平台高效域间通信机制,在综合分析与对比了各种方案技术特点的基础上,设计了一套适用于嵌入式虚拟化环境的域间通信解决方案。为了克服同步机制带来的阻塞、轮询等问题,本文研究了嵌入式hypervisor的异步通信机制,设计并实现面向嵌入式hypervisor的异步事件机制,该机制通过为每组通信实体分配专属的事件通道,实现对消息事件的异步传递及对通信实体的异步触发,进而降低通信双方的通信成本开销;借助异步事件机制,本文设计并实现了一套基于共享内存的批量数据跨域传输机制,该机制能够以零拷贝的方式完成批量数据在域间的高效传输,从而能够弥补IPC通信机制的缺陷问题;除此之外,本文还对域间通信共享内存资源的管理机制进行了研究,通过将共享内存资源进行集中管理,使得有限的内存资源能够做到按需分配、适时解除,以提升资源利用率。

本文基于上述研究工作构建了原型系统,对研究成果及关键技术的正确性和有效性进行验证。结果表明,本文达到了预期的研究目标。