计算机研究与发展2022,Vol.59Issue(4) :737-746.DOI:10.7544/issn1000-1239.20210140

申威架构下的软件平滑嵌套页表

Software-Based Flat Nested Page Table in Sunway Architecture

沙赛 杜翰霖 罗英伟 汪小林 王振林
计算机研究与发展2022,Vol.59Issue(4) :737-746.DOI:10.7544/issn1000-1239.20210140

申威架构下的软件平滑嵌套页表

Software-Based Flat Nested Page Table in Sunway Architecture

沙赛 1杜翰霖 2罗英伟 1汪小林 1王振林3
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作者信息

  • 1. 北京大学计算机科学技术系 北京 100871;鹏城实验室 广东深圳 518000
  • 2. 北京大学计算机科学技术系 北京 100871
  • 3. 密歇根理工大学 美国密歇根州霍顿市 49931
  • 折叠

摘要

嵌套页表是一种硬件辅助的内存虚拟化模型,当前国产申威处理器上未能提供该模型所需的硬件支持.然而申威架构特有的特权程序可编程接口可以通过软件构建必要的底层硬件支持.该接口运行在申威硬件模式上,具有最高CPU特权级.基于这一特性,在申威平台上实现了软件平滑嵌套页表模型swFNPT,通过软件设计优化弥补了硬件支持上的不足.特别地,使用平滑(1级)嵌套页表代替4级嵌套页表来提升页表查询效率.使用多组测试程序测试该设计的性能.在申威1621服务器上的实验结果表明:swFNPT整体性能良好.SPEC CPU 2006的平均内存虚拟化开销约为3%,SPEC CPU 2017中大工作集程序的平均开销约为4%,STREAM内存带宽测试结果显示swFNPT的带宽损失低于3%.这一工作可以为申威架构的硬件辅助虚拟化发展提供有价值的参考.

关键词

地址转换/内存虚拟化/嵌套页表/申威架构/虚拟机管理器

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基金项目

国家重点研发计划(2018YFB1003604)

国家自然科学基金(62032001)

国家自然科学基金(62032008)

国家自然科学基金(61672053)

国家自然科学基金(U1611461)

出版年

2022
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
参考文献量17
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