GPU全虚拟化热迁移的设计与实现

功能介绍

gMig是一个GPU全虚拟化热迁移的实现，为Intel GVT-g GPU虚拟化解决方案提供了热迁移的支持。通过gMig，运行GPU程序的虚拟机可以从一台物理机迁移到另一台物理机，而其中运行的GPU程序不被打断。gMig在KVM的基础上实现，可以使用KVM/QEMU默认的迁移接口。对linux，服务中断时间大约为120ms，对windows，服务中断时间大概为300ms。

技术简介

架构介绍

gMig分为kernel中的驱动和QEMU中的扩展组成。驱动程序为QEMU提供了所需要的迁移支持，包括重建GPU页表和修正迁移后的GPU程序的地址，以及GPU上下文的克隆。在QEMU中，gMig通过软件脏页机制来检测GPU内存的脏页，从而实现Pre-Copy。软件脏页机制通过hash实现，在传输一个GPU页之前，gMig会计算这个页的哈希值，并与之前存储的值对比，若发生变化，则说明该页发生了改变。如果一个页没有发生改变，这个页在这一轮传输中可被跳过。通过这一方法，80%的GPU页在Stop-and-Copy阶段的传输可以被跳过，从而大大缩短了服务的中断时间。

感想/吐槽

熟读Intel手册对于一个系统开发者来说总是好的。由于不熟悉手册，我在实现过程中碰到了各种问题！另一点就是kernel的bug真的非常难调，写kernel代码的实际时间会是估计的若干倍，因此做毕设请务必备好你的耐心。

文稿：马嘉诚

编辑：高宇岑