«KVM Chainsaw» у Linux 7.3: Масштабне очищення структури даних kvm_mmu

Підготовка до Linux 7.3: «KVM Chainsaw» для KVM

Серія патчів, відома як «KVM Chainsaw», готується до включення у вікно злиття майбутнього ядра Linux 7.3. Ця ініціатива спрямована на масштабне очищення коду, зокрема, стосується «божественної структури даних» kvm_mmu.

Інженер Red Hat та мейнтейнер KVM Паоло Бонзіні вже інтегрував гілку kvm-chainsaw до гілки «next» KVM у Git. Очікується, що ця робота буде подана для циклу Linux 7.3.

Реструктуризація «божественної структури даних» kvm_mmu

Робота «KVM Chainsaw» вирішує проблему перевантаженості структури kvm_mmu, яка використовувалася для багатьох цілей. Вона розділяє її на три окремі частини для кращої обробки поточного використання KVM.

Паоло Бонзіні пояснює, що kvm_mmu виконувала три різні завдання:

1. Опис формату таблиць сторінок гостьової системи.
2. Обхід таблиць сторінок гостьової системи.
3. Побудова таблиць сторінок.

Нові компоненти та їх функції

Серія патчів розділяє kvm_mmu на три нові компоненти:

• kvm_pagewalk: Це обхідник таблиць сторінок. Для кожного віртуального процесора (vCPU) існує два таких обхідники: gva_walk та ngpa_walk. walk_mmu тепер завжди замінюється одним gva_walk, незалежно від того, чи працює гостьова система L1 або L2, на відміну від поточного коду, який переміщує його між root_mmu та nested_mmu.
• kvm_mmu (оновлена): Ця структура зберігає функціональність побудови таблиць сторінок. Вона використовує обхідник таблиць сторінок для побудови тіньових сторінок; це завжди gva_walk для root_mmu або ngpa_walk для guest_mmu.
• kvm_page_format: Дозволяє KVM працювати з існуючими PTE (Page Table Entries) та об'єднує код навколо permission_mask() з існуючою структурою rsvd_bits_validate. Як kvm_pagewalk, так і kvm_mmu мають власні kvm_page_format.

Переваги та майбутні можливості

Саме очищення коду вже приносить користь, зменшуючи плутанину між guest_mmu та nested_mmu. Наприклад, коментарі на кшталт «Exempt nested MMUs» насправді стосувалися guest_mmu.

Крім того, переваги повторного використання коду можуть бути використані для нових функцій. Адаптація механізму permission_fault() та його використання для тестування SPTE (Shadow Page Table Entries) проти struct kvm_page_fault дозволяє підтримувати SPTE, які мають XS!=XU. Ці SPTE раніше не підтримувалися KVM, але тепер можуть бути додані через атрибути пам'яті.

Вікно злиття для Linux 7.3 відкривається у другій половині серпня.

Що це означає для розробників

Розробники KVM отримають вигоду від значно чистішої та модульнішої кодової бази завдяки реструктуризації kvm_mmu. Це зменшить плутанину між пов'язаними структурами та відкриє шлях для реалізації нових функцій, таких як підтримка SPTEs з XS!=XU, які раніше були неможливі.

Ключові факти

• Серія патчів «KVM Chainsaw» готується до інтеграції в Linux 7.3.

• Метою є масштабне очищення коду, що стосується «божественної структури даних» kvm_mmu.

• Паоло Бонзіні, інженер Red Hat та мейнтейнер KVM, інтегрував kvm-chainsaw до гілки «next» KVM.

• kvm_mmu буде розділена на три частини: kvm_pagewalk, оновлена kvm_mmu та kvm_page_format.

• Це розділення зменшить плутанину між guest_mmu та nested_mmu.

Джерела

• "KVM Chainsaw" Expected To Hit Linux 7.3 For Dealing With God Data Structure