CPU 虚拟化相关笔记
CPU 虚拟化概述
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调度机制：使用进程间的调度来虚拟化 CPU。
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受限的直接执行：将整个空间划分为用户空间和内核空间，因为一个 process 控制一个 CPU，所以要限制。使用时钟中断确保控制权能回到内核手中。
I/O 操作与调度器
I/O 如何受到调度器操作
进程间的状态转换：
- 运行中 ➔ 就绪：调度
- 运行中 ➔ 阻塞（Blocked）：因 I/O 操作启动
- 阻塞（Blocked）➔ 就绪：I/O 操作完成
当一个进程进入 I/O 操作时，会有其他进程代替其执行（状态切换）。
模式切换机制
- 响应时间
- FIFO
- SJF（最短作业优先）
- SJF（最短响应优先）
- 周期时间
在这个基础上，引入了多级反馈队列（MBFQ 机制），同时在周期时间和响应时间之间存在一对矛盾。
多级反馈队列（MLFQ）
四条准则：
- 优先级高的优先执行。
- 同一优先级，共同划分轮转时间片执行。
- 从最高优先级开始执行。
- 如果一个进程占用了整个时间片（slice），就将该进程降级；否则，保持优先级。
虚拟化相关笔记
CPU 总结
机制
- 进程抽象
- syscall（系统调用）
- system call for protection（用于保护的系统调用）
- 分时共享的上下文切换
策略
- 一系列调度指标：响应时间等
- MLFQ 的权衡（存在一对矛盾）
内存虚拟化
在一开始，我们认为一个进程控制了整个 CPU，但是一个进程使用整个机器，会造成多个任务使用内存的混叠，无法阻止恶意程序。
我们有以下一些目标用来规范多任务运行：
- 透明性 ：程序认为自己独享 CPU、内存。
- 保护 ：在进程与进程之间，在进程与内核之间添加隔离保护。
- 效率 ：不能浪费内存和减慢进程（所以需要使用硬件来执行的地址转换的任务）。
- 共享 ：运行许多任务通过通信协作。
内存分时共享笔记
抽象：地址空间
我们需要什么样的地址空间？
- Static ：代码和全局变量
- Dynamic ：堆和栈
同步运行多任务的问题
- 如何同步运行多任务？
- 如果地址是 “硬编码” 的，如何避免内存碎片化？
四种机制
- Time sharing
- Static Relocation
- Base
- Base + Bounds
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