[發(fā)明專利]基于異構(gòu)CPU的虛擬機(jī)遷移方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910891125.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN112540824B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林海南;王星焱;黃高陽;鄭巖;劉松;鄒通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫江南計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 王健

本發(fā)明公開了種基于異構(gòu)CPU的虛擬機(jī)遷移方法，所述異構(gòu)CPU進(jìn)一步包括：管控核、計(jì)算核、虛擬機(jī)操作系統(tǒng)、宿主機(jī)操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)管理模塊；包括以下步驟：虛擬機(jī)遷移開始，虛擬機(jī)的管控核向計(jì)算核發(fā)送暫停命令，當(dāng)計(jì)算核暫停成功時(shí)，計(jì)算核的狀態(tài)維持不變；虛擬機(jī)操作系統(tǒng)將計(jì)算核的狀態(tài)存入指定的內(nèi)存中，所述計(jì)算核的狀態(tài)為寄存器狀態(tài)、存儲(chǔ)器狀態(tài)和系統(tǒng)調(diào)用狀態(tài)；虛擬機(jī)管理模塊發(fā)出虛擬機(jī)暫停命令，虛擬機(jī)暫停成功后，虛擬機(jī)狀態(tài)維持不變。本發(fā)明虛擬機(jī)遷移方法在支持通用虛擬機(jī)遷移技術(shù)相關(guān)接口的基礎(chǔ)上，解決了異構(gòu)架構(gòu)虛擬機(jī)的計(jì)算核上進(jìn)程的遷移問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于異構(gòu)CPU的虛擬機(jī)遷移方法。

背景技術(shù)

虛擬化技術(shù)在云計(jì)算和集群服務(wù)中的作用越來越重要，而虛擬機(jī)遷移技術(shù)是虛擬化技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分。虛擬機(jī)的遷移功能可以提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，優(yōu)化集群中的負(fù)載不均衡問題。為了在應(yīng)用上提供更多的優(yōu)勢，需要在異構(gòu)CPU的虛擬機(jī)適配遷移技術(shù)。

完整的虛擬機(jī)遷移主要包括虛擬機(jī)狀態(tài)的遷移，內(nèi)存的遷移等。虛擬機(jī)遷移中的主要技術(shù)難點(diǎn)在于虛擬機(jī)狀態(tài)的保留和恢復(fù)工作。現(xiàn)有虛擬機(jī)現(xiàn)場的保留和恢復(fù)發(fā)生在虛擬機(jī)線程在進(jìn)出虛擬機(jī)時(shí)。CPU硬件支持指令進(jìn)行切換CPU運(yùn)行模式，可以在虛擬機(jī)模式和宿主機(jī)模式間切換。虛擬機(jī)在退出虛擬機(jī)模式進(jìn)入宿主機(jī)模式時(shí)，宿主機(jī)完成對(duì)虛擬機(jī)的狀態(tài)的保留。但是這個(gè)技術(shù)方案建立在虛擬機(jī)線程模型下。如果虛擬機(jī)在使用CPU硬件資源時(shí)，不采用虛擬機(jī)線程模型，現(xiàn)有的技術(shù)就無法生效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于異構(gòu)CPU的虛擬機(jī)遷移方法，該虛擬機(jī)遷移方法在支持通用虛擬機(jī)遷移技術(shù)相關(guān)接口的基礎(chǔ)上，解決了異構(gòu)架構(gòu)虛擬機(jī)的計(jì)算核上進(jìn)程的遷移問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于異構(gòu)CPU的虛擬機(jī)遷移方法，所述異構(gòu)CPU進(jìn)一步包括：管控核、計(jì)算核、虛擬機(jī)操作系統(tǒng)、宿主機(jī)操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)管理模塊，所述管控核負(fù)責(zé)操作系統(tǒng)運(yùn)行和計(jì)算核的運(yùn)行，所述計(jì)算核負(fù)責(zé)提供計(jì)算能力，所述虛擬機(jī)操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算核狀態(tài)保留恢復(fù)，所述宿主機(jī)操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的保留恢復(fù)，所述虛擬機(jī)管理模塊負(fù)責(zé)狀態(tài)的傳輸工作；

所述虛擬機(jī)遷移方法包括以下步驟：

S1、虛擬機(jī)遷移開始，虛擬機(jī)的管控核向計(jì)算核發(fā)送暫停命令，當(dāng)計(jì)算核暫停成功時(shí)，計(jì)算核的狀態(tài)維持不變；

S2、虛擬機(jī)操作系統(tǒng)將計(jì)算核的狀態(tài)存入指定的內(nèi)存中，所述計(jì)算核的狀態(tài)為寄存器狀態(tài)、存儲(chǔ)器狀態(tài)和系統(tǒng)調(diào)用狀態(tài)；

S3、虛擬機(jī)管理模塊發(fā)出虛擬機(jī)暫停命令，虛擬機(jī)暫停成功后，虛擬機(jī)狀態(tài)維持不變；

S4、發(fā)送端虛擬機(jī)管理模塊向接收端虛擬機(jī)管理模塊傳輸發(fā)送端虛擬機(jī)的管控核的寄存器狀態(tài)、內(nèi)存狀態(tài)和計(jì)算核的存器狀態(tài)、存儲(chǔ)器狀態(tài)和系統(tǒng)調(diào)用狀態(tài)；

S5、接受端虛擬機(jī)管理模塊接收并恢復(fù)發(fā)送端虛擬機(jī)的管控核寄存器、內(nèi)存和計(jì)算核的存器狀態(tài)、存儲(chǔ)器狀態(tài)和系統(tǒng)調(diào)用狀態(tài)；

S6、虛擬機(jī)管理模塊發(fā)出虛擬機(jī)運(yùn)行命令，使恢復(fù)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的運(yùn)行；

S7、虛擬機(jī)操作系統(tǒng)恢復(fù)計(jì)算核狀態(tài)，此計(jì)算核狀態(tài)為寄存器狀態(tài)、存儲(chǔ)器狀態(tài)和系統(tǒng)調(diào)用狀態(tài)；

S8、虛擬機(jī)的管控核向計(jì)算核發(fā)送運(yùn)行命令，恢復(fù)計(jì)算核的運(yùn)行；

所述S1~S4的虛擬機(jī)現(xiàn)場保留步驟進(jìn)一步包括以下步驟：

S11、虛擬機(jī)操作系統(tǒng)通過管控核對(duì)計(jì)算核發(fā)送狀態(tài)保留異步命令，完成計(jì)算核的暫停和計(jì)算核寄存器狀態(tài)、存儲(chǔ)器狀態(tài)和系統(tǒng)調(diào)用狀態(tài)保存，此步驟由以下幾個(gè)子步驟完成：

S111、管控核向計(jì)算核運(yùn)行狀態(tài)控制IO寄存器寫入運(yùn)行停止命令，停止計(jì)算核運(yùn)行；