[發明專利]一種面向MIPS平臺的系統虛擬機

有效

• 申請號: 201210001268.8
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102402453A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 阮利;肖利民;徐威
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種面向MIPS平臺的系統虛擬機，基于KVM實現，采用宿主模型架構，其特征在于：該虛擬機主要包括：

(1)物理硬件：物理硬件進一步包括物理CPU，物理內存，物理外設；物理硬件是整個系統虛擬機的硬件基礎設施；

(2)宿主OS：宿主OS為物理硬件提供OS；

(3)虛擬機內核：虛擬機內核進一步包括CPU虛擬化子系統、內存虛擬化子系統以及I/O虛擬化子系統；虛擬機內核是整個系統虛擬機的核心，它負責虛擬機的創建、銷毀、調度，虛擬機內存的分配、管理，為虛擬機提供物理CPU、物理內存和I/O設備的虛擬抽象，同時與宿主QEMU進程的設備模型協同完成I/O設備的模擬；

(4)虛擬硬件：虛擬硬件進一步包括虛擬CPU，虛擬內存，虛擬外設；虛擬硬件是整個系統虛擬機的重要輸出，為上層客戶OS和虛擬化應用提供虛擬硬件支持；

(5)設備模型：設備模型為宿主QEMU進程提供設備；

(6)客戶OS：客戶OS是上層客戶機應用和虛擬硬件的中間件；

(7)宿主QEMU進程：宿主QEMU運行于宿主操作系統的用戶空間，主要有兩個作用：1)作為虛擬機內核的用戶空間操作接口；2)協助虛擬機內核完成I/O虛擬化任務。

2.如權利要求1所述的一種面向MIPS平臺的系統虛擬機的實現方法，該實現方法是基于一種面向MIPS平臺的系統虛擬機執行模式，該執行模式在原有Linux操作系統的用戶模式和內核模式兩種執行模式的基礎上，增加了一種管理模式，即一種面向MIPS平臺的系統虛擬機執行模式主要包括三種執行模式：(1)管理模式：管理模式用于執行非I/O的客戶機內核代碼；(2)內核模式：內核模式用于實現到管理模式的切換，并處理那些由于I/O操作而從管理模式退出的代碼或者特殊指令，虛擬機內核工作在這種模式下；(3)用戶模式：用戶模式用于執行客戶機的用戶代碼，同時宿主機QEMU進程也運行在這種模式下；

基于以上執行模式，一種面向MIPS平臺的系統虛擬機實現方法，主要包括如下幾個步驟：

步驟S1：用戶模式下的宿主QEMU進程通過系統調用，進入內核模式；

步驟S2：內核模式中，虛擬機內核為虛擬機創建和初始化虛擬CPU和虛擬內存，然后返回用戶模式；

步驟S3：用戶模式下的宿主QEMU進程再次通過系統調用，進入內核模式；

步驟S4：內核模式中，首先實施步驟S41，然后實施步驟S42；步驟S41和步驟S42實施內容如下：

步驟S41：虛擬機內核準備客戶機的運行環境，載入客戶機代碼；

步驟S42：根據上次發生退出前所處的操作模式，相應切換至管理模式或用戶

模式；

步驟S5：判斷客戶機代碼執行過程是否發生異常；如發生異常，則執行步驟S6；

步驟S6：進入運行于內核模式的虛擬機內核執行異常處理操作，異常處理后執行S7；

步驟S7：進行I/O訪問判斷，如果是非I/O訪問，執行步驟S8。如果是I/O訪問，執行S10；

步驟S8：執行步驟S9并執行步驟S42，即最終重新進入客戶機代碼運行；

步驟S9：內存虛擬化；

步驟S10：退出到宿主機QEMU進程進行I/O訪問的模擬執行，執行完畢后再次進入客戶機運行。