20、同步日志记录与重放以记录证据

同步日志记录与重放以记录证据

1. 系统总体架构

系统的执行日志通过共享内存从主节点传输到备份节点。对于每个需要记录的事件，主VMM（虚拟机监视器）将其记录写入共享内存，备份VMM则从共享内存中读取该记录。这种映射关系在VMM启动时创建。由于日志数据由VMM读写，而非Linux系统，因此共享内存仅由VMM使用，并且不会向Linux系统通知共享内存区域的存在。目前，共享内存的大小设置为4MB，实际使用时应根据系统情况调整为合适的值。

备份VMM从共享内存读取执行日志，并为备份客户操作系统提供相同的事件以进行重放。备份客户操作系统不接收设备的输入，而是从备份VMM获取重放数据。备份客户操作系统产生的输出由备份VMM处理，这些输出可以输出到同一设备的不同单元或模拟设备。

2. 设计原理

为了使主节点和备份节点的指令执行流和产生的值相同，需要记录以下内容：
- I/O端口值 ：如果一个函数访问I/O端口并从中读取值，结果会因读取的值而异。因此，必须在主节点记录从I/O端口复制的值，并在备份节点以相同顺序从相应端口提供相同的值。
- 外部中断信息 ：外部中断会改变指令执行流，并且是由执行程序外部的因素引起的。为了使主节点和备份节点的指令执行流相同，必须在主节点记录外部中断在指令执行流中发生的具体点及其IRQ#（中断请求号），并在备份节点的相同点引发并处理具有相同IRQ#的中断。

由于大多数程序中存在分支指令，因此需要记录指令地址、自上次中断以来的分支数量以及%ecx寄存器的值，以便指定中断重放的点。

3. 日志记录与重放机制 </