VMM中Guest OS非陷入系统调用指令截获与识别

针对虚拟化环境下Guest OS某些特定指令行为不会产生陷入从而在虚拟机管理器(virtual machine monitor,VMM)中无法对其进行监控处理的问题,提出通过改变非陷入指令正常运行条件,使其执行非法产生系统异常陷入VMM的思想;据此就x86架构下Guest OS中3种非陷入系统调用指令在VMM中的截获与识别进行研究:其中基于int和sysenter指令的系统调用通过使其产生通用保护(general protection,GP)错系统异常而陷入,基于syscall指令的系统调用则通过使其产生UD(undefined)未定义指令系统异常而陷入,之后VMM依据虚拟处理器上下文现场信息对其进行识别;基于Qemu&Kvm实现的原型系统表明:上述方法能成功截获并识别出Guest OS中所有3种系统调用行为,正常情况下其性能开销也在可接受的范围之内,如在unixbench的shell测试用例中,其性能开销比在1.900~2.608之间.与现有方法相比,它们都是以体系结构自身规范为基础,因此具有无需修改Guest OS、跨平台透明的优势.

基于STM32和μC/OS-Ⅱ的USB数据采集系统

为了满足对数据采集系统对高性能的需求,介绍了一种快速可靠的数据采集系统。该系统采用了Cortex-M3架构的ARM微处理器STM32作为基础,根据集成的USB接口模块的特点,设计了基于通信设备类(CDC)的USB通信模块;然后移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统进行了任务调度,并采用信号量和邮箱进行了数据采集和USB发送任务之间的通信;再利用ST公司提供的驱动程序,实现了以USB设备枚举为虚拟串口,达到PC机可以按通用串行总线(COM)方式访问USB端口的目的。实际测试结果表明,该数据采集系统处理传输速度快、数据可靠性高,综合性能显著。

基于μC/OS-II的虚拟机模型设计与实现

随着科技的不断进步,形形色色的移动机器人进入了人们的日常生活。为提高移动机器人的开发效率,本文在μC/OS-II基础上提出了一种虚拟机模型,构建了指令系统,可以执行自定义的虚拟机指令。虚拟机系统与底层软、硬件相互独立,具有良好的可移植性,使开发人员可以专注于机器人的功能设计,有效地提高了移动机器人应用软件的开发效率和灵活性。实践表明,该虚拟机运行稳定、可靠、安全,具有良好的实用性和推广价值。

OS中衡量页面置换算法的指标研究

现代OS在管理内存资源时,都引入了虚拟存储器,而虚拟存储器的实现方法主要有请求分页系统、请求分段系统和请求段页式系统3种.请求分页系统是在纯分页系统的基础上增加了请求调页功能和页面置换功能而实现的一种虚拟存储器.本文分析了页面置换算法存在的问题,提出了衡量页面置换算法优劣的新指标-页面置换率.

基于VirtualBox的DHCP服务器仿真实验平台的设计与实现

在Linux课程教学过程中,往往由于现有实验条件限制,导致许多实验无法进行。以DHCP服务器实验为例,利用Virtual Box虚拟软件创建两台虚拟机,一台DHCP服务器,一台Client机。DHCP服务器为Client机分配动态IP,实际测试运行无误。利用Virtual Box虚拟软件搭建仿真实验平台,较好地解决了实验场地或者实验设备不足导致的实验实训教学无法正常开展的问题。

基于μC/OS-Ⅱ的RTOS仿真教学平台研究

针对高职类嵌入式专业课程体系建设费用投入大,维护成本高,难以满足学生课上和课后一体化扩展训练的问题,首先,探讨了利用Borland C++编译器在PC机上移植μ/OS-Ⅱ原理;其次,构建了基于项目工程方法的RTOS虚拟仿真环境;最后,设计实现了本文提出的RTOS虚拟仿真教学平台,并验证了其可行性和有效性。

XtratuM平台上的μC/OS-Ⅱ半虚拟化研究与实现

XtratuM虚拟机管理器是一款面向嵌入式安全关键领域的虚拟机管理器。XtratuM系统的每个分区上可运行一个经过修改的客户操作系统,但目前其支持的客户操作系统并不包括μ/COS-Ⅱ嵌入式实时操作系统。为此,在研究XtratuM架构的基础上,给出基于XtratuM虚拟机管理器的半虚拟化方案。利用XtratuM提供的系统调用服务向客户操作系统的μ/COS-Ⅱ隐藏不必要的硬件细节,重新设计μ/COS-Ⅱ的任务栈帧以及上下文切换算法以避免对特权指令的使用,将虚拟时钟中断挂接到XtratuM系统来保证μ/COS-Ⅱ任务的正常调度。实验结果证明,作为客户操作系统的2个μ/COS-Ⅱ可以相对独立地按照既定调度方案运行于同一个x86硬件平台上。

μC/OS-Ⅱ虚拟化设计与实现

针对OKL4设计一种高性能、高安全性的嵌入式虚拟机模型,在该模型的基础上,从处理器和内存2个方面提出实时操作系统μC/OS-Ⅱ在OKL4上的虚拟化方案,给出虚拟化硬件抽象层的构造过程及μC/OS-II在虚拟化硬件抽象层上的移植方法。在Hi3611智能手机开发板上的测试结果验证了该虚拟化方案的正确性。

基于Cent OS操作系统的虚拟机应用系统设计探究

虚拟化是信息技术飞速发展的一个积极成果,并越来越引起了IT届的高度重视,其低硬件投资、高工作效率技术令人耳目一新,建立在各种操作系统平台上的虚拟化技术也不断涌现,本文就基于Cent OS操作系统的虚拟机应用系统的设计及其具体架构方案做出新的尝试。

基于VOI的高校计算机实训室建设方案探索

在计算机实训室建设中,基于还原卡的建设方案与基于虚拟桌面架构的建设方案,都不能以集中化的管理手段提供高性能图像处理能力的系统桌面。为此,文章提出一种以虚拟操作系统架构为基础,以RAID2.0+为存储技术的解决方案。方案提高了客户端硬件利用率,降低了服务端计算能力投入成本,是一种低成本、高可靠、高性能的实训室建设方案。

基于EPT的内存虚拟化研究与实现

为降低虚拟机监控器在内存虚拟化方面的开销,提高内存虚拟化性能,分析了两种的内存虚拟化机制,着重对基于Intel扩展页表的内存虚拟化机制进行了研究,分析了基于扩展页表的两种内存虚拟化方案优劣,并进一步分析了影响内存虚拟化性能的因素。针对扩展页表页故障,提出了页池的动态内存分配方案。内存虚拟化实现表明,采用扩展页表实现内存虚拟化能简化了设计流程,有效地提高了内存虚拟化性能。

引入内可信基的应用程序保护方法

提出一种在不可信操作系统中保护应用程序的新方法 App ISO.针对传统的虚拟化方法的高开销问题,App ISO在不可信操作系统的同一特权层引入内可信基,代替虚拟机监控器实施应用程序保护,避免了昂贵的特权层切换.同时利用硬件虚拟化,以及页表锁定、影子IDT、切换页面等软件技术保证内可信基的安全性.证明了所提内可信基方法与虚拟化方法具有同样的高安全性.实验和分析结果表明,内可信基方法可显著地提高系统性能.

利用操作系统虚拟化技术构建虚拟网络实验平台

高校网络实践教学受到实验资源及教学条件的限制,传统的实验手段已无法满足教学发展的需要,建设虚拟实验平台是网络实验教学改革的新趋势。在教学过程中,利用操作系统虚拟化技术构建了一个虚拟网络实验平台,给出了这种构建方法的实现细节。

喷水推进船模旋转叶轮流场的数值分析

为建立喷水推进船的自航试验模型,采用虚拟盘模型和重叠网格模型对装船后喷水推进器内的旋转叶轮进行数值计算,探讨了2种数值计算模型所得喷水推进船模船体的外流场及推进器流道内的轴向速度分布,并分析了喷水推进船模的流场特性.结果表明:2种模型的船体外流场计算结果基本一致,但两者的推进器内流场计算结果存在明显差别,且重叠网格模型的计算结果更接近真实叶轮状态;2种模型都能够模拟喷水推进船模内、外的流场特性,且对局部压力分布和船尾射流造成的兴波干扰效果的模拟结果均具有一致性.

移动平台Android操作系统虚拟化技术的实现

虚拟化技术的研究正逐渐从服务器端转向移动智能设备领域。现有的虚拟化架构需要在物理硬件层和虚拟系统间进行大量的指令翻译,开销大,效率低。针对这一问题,提出了一种轻量级的移动操作系统虚拟化架构。通过在Linux内核命名空间机制的基础上扩展Driver命名空间框架,实现了多个虚拟Android系统的同时运行。此外,针对多个虚拟系统同时访问一套硬件设备发生冲突的问题,设计了通用的active-inactive模型来保证虚拟系统间对硬件设备的隔离复用。实验结果表明,虚拟后的Android系统在CPU使用率上并没有增加额外的开销,在内存使用量上减少了6.7%,此虚拟化架构具有很好的通用性与实用性。

基于瞬时访问信息的动态页迁移机制

页迁移是分布共享存储系统中动态开发数据局部性的一种优化策略,但体系结构相关性及时空开销限制了它在实际系统中的应用。本文立足于CC-NUMA系统和具有单地址空间映象的cluster系统,提出了一种通用的、无需特殊硬件支持的、基于瞬时访问信息的动态页迁移机制,并给出了基于Linux操作系统内核的实现方案。

航空电子嵌入式实时操作系统的安全策略

新一代航空电子系统是一种高度综合化、模块化的系统。为了确保系统工作的安全与可靠,需要具有高安全性能的实时操作系统。该文介绍软件的分区管理和信息安全管理、分区间通信的虚通道等技术,讨论航空电子嵌入式实时操作系统中的数据安全策略。实验结果表明了该策略的有效性。

自适应调整虚拟机权重参数的调度方法

在基于特权服务操作系统的虚拟机架构下客户操作系统需要借助特权服务操作系统来访问真实硬件,目前虚拟机调度算法的优化主要是侧重于I/O密集型虚拟机的研究,而忽视了CPU密集型虚拟机,更忽视了特权服务操作系统的I/O处理能力对虚拟机整体性能的影响.针对这些问题,提出了一种基于Credit算法的自适应调整虚拟机权重参数的优化调度方法,将特权服务操作系统的I/O处理能力作为虚拟机参数调整的一个重要参数,同时兼顾I/O密集型虚拟机和CPU密集型虚拟机对资源的需求.实验结果表明该方法能够及时根据当前的I/O请求数量和特权服务操作系统的处理能力合理调整虚拟机的权重参数,从而大大提高了客户操作系统CPU处理性能和硬件设备的访问性能.

基于ARM和LabVIEW的网络数据采集测试系统设计

网络化虚拟仪器是继虚拟仪器之后仪器仪表领域出现的新的发展方向,提出了将嵌入式系统、网络与虚拟仪器结合的技术路线,将信号的采集、处理、存储分布于不同的网络位置的实施方案。利用ARM嵌入式在现场采集数据,通过网络通信将信号处理和存储工作交给上位机负责,采用S3C44B0X为核心的开发环境,然后进行软件系统的搭建,包括移植μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统,嵌入式图形界面系统μC/GUI,ADC及网卡的驱动程序编写以及移植Lw IP实现TCP/IP协议等。测试结果表明,该系统的功能完善、操作十分方便,完全满足实际应用的需要,可以有效地组织和管理数据以及构架网络数据库。

虚拟机VMware在Linux操作系统教学中的应用

采用虚拟机来进行计算机辅助教学,是近年来在计算机教学领域被广泛应用的一种教学辅助方法,也是各计算机教学工作者比较热衷探讨的一个应用课题。本文介绍了虚拟机技术及软件,并且详细介绍了利用VMware虚拟机软件进行Linux操作系统教学的具体应用。