[發明專利]一種虛擬化設備實時性提高方法

在審

• 申請號: 202211613946.6
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116048717A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 虞保忠;任曉瑞;周霆;劉歡;尹超;黃凡帆
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/30;G06F9/445
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張夢龍

1.一種虛擬化設備實時性提高方法，在操作系統軟件中實現，所述虛擬化設備設置在虛擬計算機中，其特征在于,虛擬化設備的地址空間基于以下方式構建：在虛擬化設備地址空間內定義虛擬化設備標識寄存器、控制類寄存器、數據傳輸寄存器以及功能寄存器；

其中，所述虛擬化設備類型寄存器用于存儲虛擬化設備的類型；虛擬化設備特征寄存器用于存儲虛擬化設備的版本號和功能特征；虛擬化設備狀態寄存器用于記錄虛擬化設備當前狀態，所述當前狀態包括數據就緒以及中斷狀態；虛擬化設備控制寄存器用于控制虛擬化設備的打開和關閉；數據傳輸寄存器用于記錄虛擬化設備接收數據環形緩沖地址和發送數據環形緩沖地址，通過環形緩沖進行數據交互；虛擬化設備中斷寄存器控制虛擬化設備的工作模式、虛擬化設備中斷號、虛擬化設備接收中斷和發送中斷；

虛擬化設備的訪問控制管理方法為：在構建虛擬計算機時，為虛擬計算機創建虛擬化設備，提供地址空間以及虛擬化設備操作服務；允許虛擬計算機通過直接訪問虛擬化設備地址的方式驅動虛擬化設備；

虛擬化設備的數據流控制方法為：在虛擬計算機讀寫虛擬化設備地址寄存器時，自動觸發異常陷入到操作系統中，由操作系統響應虛擬化設備服務請求異常事件，解析服務請求，完成虛擬化設備的服務請求操作，并返回虛擬計算機。

2.根據權利要求1所述的虛擬化設備實時性提高方法，其特征在于，在構建虛擬計算機時，操作系統軟件通過配置虛擬化設備地址、中斷信息、工作模式以及虛擬化設備版本信息創建虛擬化設備，分配4KB的地址空間，建立虛擬計算機的虛擬化設備空間，設置訪問權限，并注冊操作服務；

虛擬化設備創建時處于初始復位狀態，虛擬化設備關閉，中斷關閉，只有虛擬化設備類型寄存器和虛擬化設備特征寄存器存儲了只讀數據信息，控制類寄存器、數據傳輸寄存器以及功能寄存器的初始化由運行在虛擬計算機中的虛擬化設備驅動軟件負責。

3.根據權利要求2所述的虛擬化設備實時性提高方法，其特征在于，虛擬化設備的數據流控制方法基于虛擬化設備服務框架實現；虛擬化設備服務框架支持多種類型的虛擬化設備，劃分為虛擬化設備驅動層、數據傳輸層及虛擬化設備服務層。

4.根據權利要求3所述的虛擬化設備實時性提高方法，其特征在于，所述虛擬化設備驅動層運行在虛擬計算機中，作為虛擬化設備的訪問接口，用于訪問虛擬化設備地址空間以及讀寫寄存器；

所述虛擬化設備驅動層在虛擬化設備的初始化階段，獲取虛擬化設備類型和版本信息，根據虛擬化設備類型注冊數據處理服務，初始化虛擬化設備數據收發環形緩沖，設置虛擬化設備工作模式，配置虛擬化設備中斷信息；

所述虛擬化設備驅動層在虛擬化設備的數據接收階段，獲取虛擬化設備數據狀態，從數據接收環形緩沖獲取數據，并在虛擬化設備端設置數據讀取完成狀態；

所述虛擬化設備驅動層在虛擬化設備的數據發送階段，將數據插入到數據發送環形緩沖，并在虛擬化設備端設置數據發送就緒狀態。

5.根據權利要求4所述的虛擬化設備實時性提高方法，其特征在于，所述數據傳輸層用于負責所述虛擬化設備驅動層與虛擬化設備服務層之間的數據交互；

所述數據傳輸層接收數據時，虛擬化設備服務層從物理虛擬化設備接收數據，將數據插入到數據傳輸層，虛擬化設備驅動層從數據傳輸層讀取數據；

所述數據傳輸層發送數據時，虛擬化設備驅動層將數據插入到數據傳輸層，虛擬化設備服務層從數據傳輸層讀取數據，將數據發送到物理虛擬化設備。

6.根據權利要求5所述的虛擬化設備實時性提高方法，其特征在于，所述虛擬化設備服務層用于處理虛擬化設備的服務請求；

所述虛擬化設備服務層在虛擬化設備驅動軟件訪問虛擬化設備地址空間時，觸發自陷異常，退出虛擬計算機，進入虛擬化設備服務層執行；

進入后虛擬化設備服務層執行后，所述虛擬化設備服務層負責解析自陷異常原因，解析異常信息，根據異常地址檢索虛擬化設備，根據操作類型選擇虛擬化設備的操作服務，讀寫對應的虛擬化設備寄存器，完成虛擬化設備端的操作。