[發(fā)明專利]一種虛擬機系統(tǒng)及其硬件設備訪問方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610076390.6
• 申請日: 2006-04-20
• 公開（公告）號: CN101059761A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 劉春梅;陳軍;劉永鋒;石勇
• 申請（專利權）人: 聯(lián)想（北京）有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 曾賢偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種虛擬機技術，特別是涉及一種虛擬機系統(tǒng)及其硬件設備訪問方法。

背景技術

在現(xiàn)有的虛擬化過程中，都有一個通用的虛擬設備平臺，包括虛擬聲卡、虛擬顯卡等，由虛擬機監(jiān)視器(Virtual?Machine?Monitor，VMM)將客戶操作系統(tǒng)(Guest?OS)對虛擬設備平臺中的虛擬設備的訪問通過服務操作系統(tǒng)(Service?OS)或者主機操作系統(tǒng)(Host?OS)訪問到真實的硬件上。

圖1為現(xiàn)有的Xen虛擬機系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，Xen虛擬機系統(tǒng)包括客戶操作系統(tǒng)、服務操作系統(tǒng)、虛擬機監(jiān)視器以及硬件。其中，客戶操作系統(tǒng)中提供有應用以及驅動模塊，服務操作系統(tǒng)具有設備模塊(DeviceModel，DM)、以及驅動模塊。

以下將參照圖2說明在上述Xen虛擬機系統(tǒng)中客戶操作系統(tǒng)對硬件的訪問過程。

在客戶操作系統(tǒng)進行硬件訪問之前，首先，服務操作系統(tǒng)在啟動時，掃描PCI總線，為硬件分配資源，包括IRQ、IO和MMIO等，當創(chuàng)建客戶操作系統(tǒng)時通過設備模塊為客戶操作系統(tǒng)生成虛擬硬件平臺；

客戶操作系統(tǒng)在啟動時，掃描虛擬PCI總線，為虛擬硬件分配資源。在客戶操作系統(tǒng)為虛擬硬件分配資源之后，可以對設備IO進行訪問。

下面具體描述客戶操作系統(tǒng)進行設備IO訪問時的過程：

客戶操作系統(tǒng)在需要訪問硬件IO空間時，通過虛擬硬件驅動模塊發(fā)出相應的IO請求；

虛擬機監(jiān)視器截獲客戶操作系統(tǒng)的驅動模塊發(fā)出的IO請求，并將IO請求發(fā)送給服務操作系統(tǒng)中的設備模塊；

設備模塊分析IO請求后將其轉換成相應的調(diào)用指令，由服務操作系統(tǒng)的驅動模塊將調(diào)用指令轉換成IO指令后調(diào)用相應的硬件；

在獲得硬件響應后，服務操作系統(tǒng)將該響應通過虛擬機監(jiān)視器傳給客戶操作系統(tǒng)，從而完成客戶操作系統(tǒng)對硬件的訪問。

以上只是以Xen虛擬機系統(tǒng)為例說明客戶操作系統(tǒng)對硬件設備的訪問過程，對于其他虛擬機系統(tǒng)，如VMware虛擬機系統(tǒng)，也執(zhí)行類似的訪問過程，只是將Xen虛擬機系統(tǒng)的服務操作系統(tǒng)所做的工作由主機操作系統(tǒng)完成。

由于現(xiàn)有虛擬機系統(tǒng)無法解決多個客戶操作系統(tǒng)對真實硬件的共享問題，因此，在上述通用的虛擬化平臺中，不論真實的硬件平臺是什么，虛擬化出來的設備都一致，雖然這樣對于各個客戶操作系統(tǒng)都適用，但會出現(xiàn)以下問題：

1)虛擬機系統(tǒng)顯示的硬件設備與真實的硬件設備不一致，用戶無法看到真實的硬件；

2)此外，真實硬件的一些特性無法使用，如顯卡的硬件加速特性，USB的新標準、聲卡的高級特性等；

3)由于客戶操作系統(tǒng)需要通過虛擬機監(jiān)視器、以及服務操作系統(tǒng)后才能訪問到硬件，因此增加了相應的中間過程，這樣將影響到硬件訪問的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提供一種虛擬機系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的是，提供一種虛擬機系統(tǒng)硬件設備訪問方法。

一種虛擬機系統(tǒng)，包括服務操作系統(tǒng)、客戶操作系統(tǒng)、虛擬機監(jiān)視器以及硬件設備，服務操作系統(tǒng)包括設備模塊和驅動模塊，客戶操作系統(tǒng)包括掃描模塊和驅動模塊，虛擬機監(jiān)視器包括資源轉換模塊。所述資源轉換模塊用于存儲服務操作系統(tǒng)為硬件設備分配的資源與客戶操作系統(tǒng)對服務操作系統(tǒng)為所述客戶操作系統(tǒng)提供的硬件設備分配的資源二者之間的轉換關系；以及，在客戶操作系統(tǒng)發(fā)出訪問硬件設備的請求時，所述資源轉換模塊用于根據(jù)上述轉換關系將客戶操作系統(tǒng)的訪問地址轉化成對應硬件設備的真實物理地址。

一種虛擬機系統(tǒng)硬件設備訪問方法，包括步驟：

步驟600，客戶操作系統(tǒng)訪問硬件設備時，產(chǎn)生相應的訪問請求；

步驟610，虛擬機監(jiān)視器截獲所述訪問請求，并根據(jù)在虛擬機監(jiān)視器的資源轉換模塊中預先存儲的轉換關系將客戶操作系統(tǒng)的訪問地址轉化成對應硬件設備的真實物理地址；

步驟620，在訪問硬件設備后，虛擬機監(jiān)視器將訪問結果轉給客戶操作系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)虛擬機系統(tǒng)顯示的硬件設備與真實的硬件設備一致，用戶可以看到并使用真實的硬件；

2)由于客戶操作系統(tǒng)可以直接或者通過虛擬機監(jiān)視器訪問到真實硬件，這樣提高了虛擬機系統(tǒng)硬件訪問的效率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的Xen虛擬機系統(tǒng)的示意圖；

圖2為圖1所示的虛擬機系統(tǒng)中客戶操作系統(tǒng)訪問硬件設備的流程圖；

圖3為本發(fā)明的虛擬機系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明虛擬機系統(tǒng)資源分配的流程圖；