[發(fā)明專利]虛擬化環(huán)境中的睡眠狀態(tài)切換方法、裝置及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611228779.8
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108241522B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宇;張揚(yáng);丁圣閣
• 申請（專利權(quán)）人: 阿里巴巴集團(tuán)控股有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;龍洪

本申請?zhí)峁┮环N虛擬化環(huán)境中的睡眠狀態(tài)切換方法、裝置及電子設(shè)備；所述睡眠狀態(tài)切換方法包括：當(dāng)虛擬機(jī)的虛擬中央處理器VCPU進(jìn)行睡眠狀態(tài)切換時，所述虛擬機(jī)將定時器的設(shè)置信息寫入共享頁面；當(dāng)所述虛擬機(jī)退出后，虛擬機(jī)監(jiān)視器VMM從所述共享頁面中讀取所述定時器的設(shè)置信息，根據(jù)所述定時器的設(shè)置信息進(jìn)行設(shè)置。本申請可以優(yōu)化VCPU的idle狀態(tài)切換過程，減少VM exit的開銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及虛擬化領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬化環(huán)境中的睡眠狀態(tài)切換方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

由于虛擬化技術(shù)的引入，在操作系統(tǒng)與硬件之間增加了一層虛擬機(jī)監(jiān)視器(Virtual Machine Monitor，VMM)，它負(fù)責(zé)管理計算機(jī)系統(tǒng)的硬件資源。在虛擬化場景下，存在根模式和非根模式兩種操作模式，VMM可以運(yùn)行在根模式下，客戶機(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行在非根模式下。這兩種操作模式可以相互轉(zhuǎn)換，VMM可以調(diào)用指令切換到非根模式，硬件自動加載客戶機(jī)操作系統(tǒng)的上下文，使客戶機(jī)操作系統(tǒng)獲得運(yùn)行，這個過程稱為虛擬機(jī)(VirtualMachine，VM)進(jìn)入(entry)?？蛻魴C(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行過程中遇到需要VMM處理的事件時，硬件自動掛起客戶機(jī)操作系統(tǒng)，切換到根模式，恢復(fù)VMM的運(yùn)行，這個過程稱為VM退出(exit)。

對于Linux系統(tǒng)而言，虛擬中央處理器(Virtual Central Processing Unit，VCPU)從進(jìn)入睡眠(idle)狀態(tài)到退出idle狀態(tài)的過程如下：2次APIC定時器操作，包括取消調(diào)度器定時器(scheduler timer)、設(shè)置定時器的值)、暫停(hlt)操作、2次APIC定時器操作(包括恢復(fù)調(diào)度器定時器、設(shè)置定時器的值)。上述過程中，hlt操作、定時器操作都會引發(fā)VMexit，因此有可能會出現(xiàn)5次VM exit。由于VM exit涉及到狀態(tài)保存、上下文切換，所消耗的時間可能遠(yuǎn)大于VCPU真正進(jìn)入idle狀態(tài)的時間。

在某些場景下可能會出現(xiàn)大量的VM exit，比如當(dāng)2個VCPU存在某種競爭狀態(tài)時，可能出現(xiàn)以下情況：2個VCPU的狀態(tài)相互依賴。如圖1所示，VCPU0和VCPU1分別循環(huán)執(zhí)行以下過程：需要另一個VCPU工作時發(fā)送核間中斷(Inter-Processor Interrupts，IPI)信號喚醒另一個VCPU、進(jìn)入到idle狀態(tài)(包括2次APIC定時器操作、hlt操作)、被所述另一個VCPU所發(fā)送的IPI信號喚醒后從idle狀態(tài)退出(包括2次APIC定時器操作)、運(yùn)行程序。原生環(huán)境中，上述操作可以通過操作硬件完成；而在虛擬化環(huán)境中，上述操作增加了VM exit帶來的開銷?？梢?，若程序中涉及頻繁的進(jìn)入、退出idle狀態(tài)，將導(dǎo)致存在大量VM exit且占比較大，因此虛擬化環(huán)境中該程序的性能會嚴(yán)重下降。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N虛擬化環(huán)境中的睡眠狀態(tài)切換方法、裝置及電子設(shè)備，可以優(yōu)化VCPU的idle狀態(tài)切換過程，減少VM exit的開銷。

本申請采用如下技術(shù)方案。

一種虛擬化環(huán)境中的睡眠狀態(tài)切換方法，包括：

當(dāng)虛擬機(jī)的虛擬中央處理器VCPU進(jìn)行睡眠狀態(tài)切換時，所述虛擬機(jī)將定時器的設(shè)置信息寫入共享頁面；

當(dāng)所述虛擬機(jī)退出后，虛擬機(jī)監(jiān)視器VMM從所述共享頁面中讀取所述定時器的設(shè)置信息，根據(jù)所述定時器的設(shè)置信息進(jìn)行設(shè)置。

可選地，所述當(dāng)虛擬機(jī)的VCPU進(jìn)行睡眠狀態(tài)切換時，所述虛擬機(jī)將定時器的設(shè)置信息寫入共享頁面包括：

當(dāng)虛擬機(jī)的VCPU將進(jìn)入睡眠狀態(tài)時，所述虛擬機(jī)將定時器的設(shè)置信息寫入共享頁面；所述定時器的設(shè)置信息包含：停止調(diào)度器定時器的指示、第一定時長度；

所述虛擬機(jī)將定時器的設(shè)置信息寫入共享頁面后還包括：

所述虛擬機(jī)執(zhí)行暫停hlt操作退出。