Vietnamese (machine translation)

English

Lưu ý

Mục đích của file này là để độc giả tiếng Việt có thể đọc và hiểu tài liệu nhân kernel dễ dàng hơn, không phải để tạo ra một nhánh tài liệu riêng. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc cập nhật nào cho file này, vui lòng thử cập nhật file tiếng Anh gốc trước. Nếu bạn thấy có sự khác biệt giữa bản dịch và bản gốc, hoặc có vấn đề về bản dịch, vui lòng gửi góp ý hoặc patch cho người dịch của file này, hoặc nhờ người bảo trì và người review tài liệu tiếng Việt giúp đỡ.

Bản gốc:: KVM Lock Overview
Người dịch:: Google Translate (machine translation)
Phiên bản gốc:: 8541d8f725c6

Cảnh báo

Tài liệu này được dịch tự động bằng máy và chưa được review bởi người dịch. Nội dung có thể không chính xác hoặc khó hiểu ở một số chỗ. Khi có sự khác biệt với bản gốc, bản gốc luôn là chuẩn. Bản dịch chất lượng cao (được review) được đặt trong thư mục vi_VN/.

Tổng quan về khóa KVM¶

1. Lệnh mua lại¶

Các đơn đặt hàng mua lại mutexes như sau:

cpus_read_lock() được đưa ra ngoài kvm_lock
kvm_usage_lock được đưa ra ngoài cpus_read_lock()
kvm->lock được đưa ra ngoài vcpu->mutex
kvm->lock được lấy ra bên ngoài kvm->slots_lock và kvm->irq_lock
vcpu->mutex được đưa ra ngoài kvm->slots_lock và kvm->slots_arch_lock
kvm->slots_lock được đưa ra ngoài kvm->irq_lock, mặc dù có được chúng cùng nhau là khá hiếm.
kvm->mn_active_invalidate_count đảm bảo rằng các cặp các cuộc gọi lại không hợp lệ_range_start() và không hợp lệ_range_end() sử dụng cùng một mảng memslots. kvm->slots_lock và kvm->slots_arch_lock được đưa vào trạng thái chờ khi sửa đổi các khe ghi nhớ, vì vậy trình thông báo MMU không được lấy kvm->slots_lock hoặc kvm->slots_arch_lock.

cpus_read_lock() so với kvm_lock:

Mặc dù vậy, việc đưa cpus_read_lock() ra ngoài kvm_lock là có vấn đề là lệnh chính thức, vì nó khá dễ vô tình kích hoạt cpus_read_lock() trong khi giữ kvm_lock. Hãy thận trọng khi đi vm_list, ví dụ: tránh các hoạt động phức tạp khi có thể.

Đối với SRCU:

ZZ0000ZZ được gọi bên trong các phần quan trọng cho kvm->lock, vcpu->mutex và kvm->slots_lock. Những ổ khóa này _không thể_ được đưa vào bên trong phần quan trọng phía đọc kvm->srcu; nghĩa là, sau đây bị hỏng:

srcu_read_lock(&kvm->srcu);: mutex_lock(&kvm->slots_lock);

thay vào đó, kvm->slots_arch_lock được giải phóng trước lệnh gọi tới ZZ0000ZZ. Do đó, nó _can_ có thể được đưa vào bên trong một kvm->srcu phần quan trọng phía đọc, ví dụ như trong khi xử lý một vmexit.

Trên x86:

vcpu->mutex được đưa ra ngoài kvm->arch.hyperv.hv_lock và kvm->arch.xen.xen_lock
kvm->arch.mmu_lock là một rwlock; phần quan trọng cho kvm->arch.tdp_mmu_pages_lock và kvm->arch.mmu_unsync_pages_lock phải cũng lấy kvm->arch.mmu_lock

Mọi thứ khác đều là một chiếc lá: không có khóa nào khác được lấy bên trong phần quan trọng phần.

2. Ngoại lệ¶

Lỗi trang nhanh:

Lỗi trang nhanh là đường dẫn nhanh giúp khắc phục lỗi trang khách khóa mmu trên x86. Hiện tại, lỗi trang có thể xảy ra nhanh ở một trong các hai trường hợp sau:

Theo dõi truy cập: SPTE không có mặt nhưng được đánh dấu để truy cập theo dõi. Điều đó có nghĩa là chúng ta cần khôi phục các bit R/X đã lưu. Đây là được mô tả chi tiết hơn ở phần sau bên dưới.
Bảo vệ ghi: SPTE hiện diện và lỗi xảy ra do bảo vệ ghi. Nghĩa là chúng ta chỉ cần thay đổi bit W của spte.

Thứ chúng tôi sử dụng để tránh tất cả các cuộc đua là bit có thể ghi trên máy chủ và bit có thể ghi MMU trên spte:

Có thể ghi trên máy chủ có nghĩa là gfn có thể ghi được trong các bảng trang nhân của máy chủ và trong khe nhớ KVM của nó.
MMU-có thể ghi có nghĩa là gfn có thể ghi trong mmu của khách và không phải vậy được bảo vệ chống ghi bằng tính năng chống ghi trang ẩn.

Trên đường dẫn lỗi trang nhanh, chúng tôi sẽ sử dụng cmpxchg để đặt nguyên tử spte W bit nếu spte.HOST_WRITEABLE = 1 và spte.WRITE_PROTECT = 1, để khôi phục dữ liệu đã lưu Các bit R/X nếu dành cho spte theo dõi truy cập hoặc cả hai. Điều này an toàn vì bất cứ khi nào việc thay đổi các bit này có thể được phát hiện bởi cmpxchg.

Nhưng chúng ta cần kiểm tra cẩn thận những trường hợp sau:

Ánh xạ từ gfn sang pfn

Ánh xạ từ gfn sang pfn có thể bị thay đổi vì chúng ta chỉ có thể đảm bảo pfn không bị thay đổi trong cmpxchg. Đây là sự cố ABA, ví dụ như trường hợp bên dưới sẽ xảy ra:

+--------------------------------------------------------------------------------------- + ZZ0000ZZ ZZ0001ZZ ZZ0002ZZ ZZ0003ZZ ZZ0004ZZ ZZ0005ZZ +--------------------------------------------------------------------------------------- + ZZ0006ZZ +-----------------------------------+-----------------------------------+ ZZ0007ZZ CPU 1: | +-----------------------------------+-----------------------------------+ ZZ0008ZZ | ZZ0009ZZ | ZZ0010ZZ | +-----------------------------------+-----------------------------------+ ZZ0011ZZ pfn1 bị tráo đổi :: | ZZ0012ZZ | ZZ0013ZZ spte = 0; | ZZ0014ZZ | ZZ0015ZZ pfn1 được phân bổ lại cho gfn2. | ZZ0016ZZ | ZZ0017ZZ gte được đổi thành trỏ tới | ZZ0018ZZ gfn2 của khách:: | ZZ0019ZZ | ZZ0020ZZ spte = pfn1; | +-----------------------------------+-----------------------------------+ ZZ0021ZZ ZZ0022ZZ ZZ0023ZZ ZZ0024ZZ ZZ0025ZZ +--------------------------------------------------------------------------------------- +

Chúng tôi ghi nhật ký bẩn cho gfn1, điều đó có nghĩa là gfn2 bị mất trong dirty-bitmap.

Đối với sp trực tiếp, chúng ta có thể dễ dàng tránh nó vì spte của sp trực tiếp đã được cố định tới bạn gái. Đối với sp gián tiếp, chúng tôi đã tắt lỗi trang nhanh để đơn giản.

Một giải pháp cho sp gián tiếp có thể là ghim gfn trước cmpxchg. Sau việc ghim:

Chúng tôi đã tổ chức việc đếm lại pfn; điều đó có nghĩa là pfn không thể được giải phóng và được tái sử dụng cho một gfn khác.
Pfn có thể ghi được và do đó nó không thể được chia sẻ giữa các gfn khác nhau của KSM.

Sau đó, chúng tôi có thể đảm bảo các bitmap bẩn được đặt chính xác cho gfn.

Theo dõi bit bẩn

Trong mã gốc, spte có thể được cập nhật nhanh chóng (phi nguyên tử) nếu spte ở chế độ chỉ đọc và bit Truy cập đã được thiết lập kể từ Bit truy cập và bit bẩn không thể bị mất.

Nhưng điều đó không đúng sau lỗi trang nhanh vì spte có thể được đánh dấu có thể ghi giữa việc đọc spte và cập nhật spte. Giống như trường hợp dưới đây:

Bit bẩn bị mất trong trường hợp này.

Để tránh loại vấn đề này, chúng tôi luôn coi spte là “không ổn định” liệu nó có thể được cập nhật ngoài mmu-lock [xem spte_needs_atomic_update()]; nó có nghĩa là spte luôn được cập nhật nguyên tử trong trường hợp này.

xóa tlbs do cập nhật spte

Nếu spte được cập nhật từ chỉ có thể ghi sang chỉ đọc, chúng ta nên xóa tất cả TLB, nếu không thì rmap_write_protect sẽ tìm thấy một spte chỉ đọc, mặc dù spte có thể ghi có thể được lưu vào bộ nhớ đệm trên TLB của CPU.

Như đã đề cập trước đó, spte có thể được cập nhật để có thể ghi được nhờ mmu-lock trên đường dẫn lỗi trang nhanh. Để dễ dàng kiểm tra đường dẫn, chúng tôi xem liệu TLB có cần bị xóa gây ra lý do này trong mmu_spte_update() vì đây là lý do phổ biến chức năng cập nhật spte (hiện tại -> hiện tại).

Vì spte “không ổn định” nếu nó có thể được cập nhật ngoài mmu-lock, nên chúng tôi luôn cập nhật nguyên tử spte và có thể tránh được cuộc đua do lỗi trang nhanh. Xem nhận xét trong spte_needs_atomic_update() và mmu_spte_update().

Theo dõi truy cập không khóa:

Điều này được sử dụng cho các CPU Intel đang sử dụng EPT nhưng không hỗ trợ EPT A/D bit. Trong trường hợp này, PTE được gắn thẻ là bị vô hiệu hóa A/D (sử dụng các bit bị bỏ qua) và khi trình thông báo KVM MMU được gọi để theo dõi các truy cập vào một trang (thông qua kvm_mmu_notifier_clear_flush_young), nó đánh dấu PTE không có trong phần cứng bằng cách xóa các bit RWX trong PTE và lưu trữ các bit R & X gốc trong nhiều hơn bit không được sử dụng/bỏ qua. Khi VM cố gắng truy cập trang sau này, sẽ xảy ra lỗi được tạo ra và cơ chế lỗi trang nhanh được mô tả ở trên được sử dụng để khôi phục nguyên tử PTE về trạng thái Hiện tại. Bit W không được lưu khi PTE được đánh dấu để theo dõi truy cập và trong quá trình khôi phục về trạng thái Hiện tại, bit W được đặt tùy thuộc vào việc đó có phải là quyền truy cập ghi hay không. Nếu nó không, thì bit W sẽ vẫn trống cho đến khi xảy ra truy cập ghi, lúc đó thời gian nó sẽ được thiết lập bằng cơ chế theo dõi Bẩn được mô tả ở trên.

3. Tài liệu tham khảo¶

ZZ0000ZZ¶

Loại:

mutex

Arch:

bất kỳ

Bảo vệ:

vm_list

ZZ0000ZZ¶

Loại:

mutex

Arch:

bất kỳ

Bảo vệ:

kvm_usage_count
bật/tắt ảo hóa phần cứng

Nhận xét:

Tồn tại để cho phép sử dụng cpus_read_lock() trong khi kvm_usage_count thì có được bảo vệ, giúp đơn giản hóa logic kích hoạt ảo hóa.

ZZ0000ZZ¶

Loại:: spinlock_t
Arch:: bất kỳ
Bảo vệ:: mn_active_invalidate_count, mn_memslots_update_rcuwait

ZZ0000ZZ¶

Loại:

raw_spinlock_t

Arch:

x86

Bảo vệ:

kvm_arch::{last_tsc_write,last_tsc_nsec,last_tsc_offset}
bù tsc trong vmcb

Nhận xét:

‘thô’ vì việc cập nhật phần bù tsc không được ưu tiên.

ZZ0000ZZ¶

Loại:: spinlock_t hoặc rwlock_t
Arch:: bất kỳ
Bảo vệ:: -trang bóng/mục tlb bóng
Nhận xét:: nó là một spinlock vì nó được sử dụng trong trình thông báo mmu.

ZZ0000ZZ¶

Type:: khóa srcu
Arch:: bất kỳ

: Bảo vệ: - kvm->memslots

kvm->xe buýt

Nhận xét:: Phải giữ khóa đọc srcu trong khi truy cập các khe ghi nhớ (ví dụ: khi sử dụng các hàm gfn_to_*) và khi truy cập vào kernel Địa chỉ MMIO/PIO->ánh xạ cấu trúc thiết bị (kvm->bus). Chỉ mục srcu có thể được lưu trữ trong kvm_vcpu->srcu_idx mỗi vcpu nếu nó cần thiết cho nhiều chức năng.

ZZ0000ZZ¶

Loại:: mutex
Arch:: bất kỳ (chỉ cần trên x86)
Bảo vệ:: mọi trường vùng ghi nhớ dành riêng cho Arch cần được sửa đổi trong phần quan trọng phía đọc ZZ0000ZZ.
Nhận xét:: phải được giữ trước khi đọc con trỏ tới vùng ghi nhớ hiện tại, cho đến khi tất cả các thay đổi đối với memslots hoàn tất

ZZ0000ZZ¶

Loại:: spinlock_t
Arch:: x86

: Bảo vệ: Wakeup_vcpus_on_cpu :Nhận xét: Đây là khóa trên mỗi CPU và nó được sử dụng cho các ngắt được đăng VT-d.

Khi hỗ trợ ngắt đăng VT-d và VM đã chỉ định thiết bị, chúng tôi đưa vCPU bị chặn vào danh sách Blocked_vcpu_on_cpu được bảo vệ bởi Block_vcpu_on_cpu_lock. Khi phần cứng VT-d gặp sự cố sự kiện thông báo đánh thức do các ngắt bên ngoài từ thiết bị được chỉ định xảy ra, chúng tôi sẽ tìm vCPU trong danh sách để thức dậy.

ZZ0000ZZ¶

Loại:: mutex
Arch:: x86
Bảo vệ:: tải mô-đun nhà cung cấp (kvm_amd hoặc kvm_intel)
Nhận xét:: Tồn tại vì sử dụng kvm_lock dẫn đến bế tắc. kvm_lock đã bị lấy trong trình thông báo, ví dụ: __kvmclock_cpufreq_notifier(), có thể được gọi trong khi cpu_hotplug_lock được giữ, ví dụ: từ cpufreq_boost_trigger_state(), và nhiều các hoạt động cần thực hiện cpu_hotplug_lock khi tải mô-đun nhà cung cấp, ví dụ: cập nhật các cuộc gọi tĩnh.

Nhân Linux

Mục lục

Trang này

Tổng quan về khóa KVM¶

1. Lệnh mua lại¶

2. Ngoại lệ¶

3. Tài liệu tham khảo¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶

ZZ0000ZZ¶