[发明专利]一种基于PML的虚拟机页表追踪方法和系统

权利要求书

1.一种基于PML的虚拟机页表追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

当页表追踪技术开启后，进行虚拟机页表扫描，遍历虚拟机的进程页表；

通过页表遍历获取虚拟机的末级GPT指针，并将其保存至虚拟机的末级页表指针缓冲区中，扫描结束后将虚拟机的末级页表指针缓冲区传输回Hypervisor；

Hypervisor收到虚拟机的末级页表指针缓冲区，遍历页表页中的页表项，清除页表项在GPT中的Access bit和Dirty bit，同时清除页表页在EPT中的Dirty bit，并且刷新TLB，然后开启循环周期监控发生访问的页面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫描结束后，调用hypercall通信将虚拟机的末级页表指针缓冲区传输回Hypervisor。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个所述循环周期中：

Hypervisor中的PML监控器从PML缓冲区实时捕获硬件产生的PML日志，筛选出对应于虚拟机的末级页表指针缓冲区中的页表页，同时清空PML缓冲区。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在每个所述循环周期中：

对当前周期捕获到的页表页PML日志，扫描其中包含的GPT页面的页表项，记录这些数据页面页表项的Access bit和Dirty bit，同时利用多级队列算法过滤清除已被置位的GPT页表项；

清除被捕获的页表页在EPT中的Dirty bit并刷新TLB，进入下一个循环周期。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多级队列算法包括以下步骤：

在最开始所有页面都在0级，被置位的页面在当前周期立即清除Access bit和Dirtybit；若一个页面在上一个周期刚被清除过Access bit和Dirty bit，本周期再次捕获到它，那么将该页面的等级加1；等级为k的页面在2^k-1个周期之后被清除Access bit和Dirtybit；还没有到清理周期的页面维持被置位的状态以避免开销；若一个页面在被清理之后没有立即再次被捕获，那么将该页面的等级降低1；

当设定好的多个周期循环结束之后，虚拟机中每个页面的读写次数都已经被成功统计。

6.一种基于PML的虚拟机页表追踪系统，其特征在于，包括：

虚拟机页表扫描模块，位于虚拟机内部，用于在页表追踪功能开启时，对虚拟机页表进行扫描，将页表页传输给Hypervisor处理；

页表周期循环监控模块，位于Hypervisor层，用于接收虚拟机页表页地址，周期性的对页表页的EPT表项清理Dirty位，周期性的对页表页中的虚拟机页表项清理Access bit和Dirty bit并刷新TLB，在周期内读取PML的记录结果，获取虚拟机页表访问情况。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，当页表追踪技术开启后，所述虚拟机页表扫描模块遍历虚拟机的进程页表，选取驻留集大于1GB的进程页表进行页表遍历；通过页表遍历获取虚拟机的末级GPT指针，并将其保存至虚拟机的末级页表指针缓冲区中，扫描结束后调用hypercall通信将虚拟机的末级页表指针缓冲区传输回Hypervisor。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述页表周期循环监控模块在每个循环周期中：

从PML缓冲区实时捕获硬件产生的PML日志，筛选出对应于虚拟机的末级页表指针缓冲区中的页表页，同时清空PML缓冲区；

对当前周期捕获到的页表页PML日志，扫描其中包含的GPT页面的页表项，记录这些数据页面页表项的Access bit和Dirty bit，同时利用多级队列算法过滤清除已被置位的GPT页表项；

清除被捕获的页表页在EPT中的Dirty bit并刷新TLB，进入下一个循环周期。