[发明专利]一种虚拟机系统及其硬件设备访问方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟机技术，特别是涉及一种虚拟机系统及其硬件设备访问方法。

背景技术

在现有的虚拟化过程中，都有一个通用的虚拟设备平台，包括虚拟声卡、虚拟显卡等，由虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，VMM)将客户操作系统(Guest OS)对虚拟设备平台中的虚拟设备的访问通过服务操作系统(Service OS)或者主机操作系统(Host OS)访问到真实的硬件上。

图1为现有的Xen虚拟机系统的示意图。如图1所示，Xen虚拟机系统包括客户操作系统、服务操作系统、虚拟机监视器以及硬件。其中，客户操作系统中提供有应用以及驱动模块，服务操作系统具有设备模块(DeviceModel，DM)、以及驱动模块。

以下将参照图2说明在上述Xen虚拟机系统中客户操作系统对硬件的访问过程。

在客户操作系统进行硬件访问之前，首先，服务操作系统在启动时，扫描PCI总线，为硬件分配资源，包括IRQ、IO和MMIO等，当创建客户操作系统时通过设备模块为客户操作系统生成虚拟硬件平台；

客户操作系统在启动时，扫描虚拟PCI总线，为虚拟硬件分配资源。在客户操作系统为虚拟硬件分配资源之后，可以对设备IO进行访问。

下面具体描述客户操作系统进行设备IO访问时的过程：

客户操作系统在需要访问硬件IO空间时，通过虚拟硬件驱动模块发出相应的IO请求；

虚拟机监视器截获客户操作系统的驱动模块发出的IO请求，并将IO请求发送给服务操作系统中的设备模块；

设备模块分析IO请求后将其转换成相应的调用指令，由服务操作系统的驱动模块将调用指令转换成IO指令后调用相应的硬件；

在获得硬件响应后，服务操作系统将该响应通过虚拟机监视器传给客户操作系统，从而完成客户操作系统对硬件的访问。

以上只是以Xen虚拟机系统为例说明客户操作系统对硬件设备的访问过程，对于其他虚拟机系统，如VMware虚拟机系统，也执行类似的访问过程，只是将Xen虚拟机系统的服务操作系统所做的工作由主机操作系统完成。

由于现有虚拟机系统无法解决多个客户操作系统对真实硬件的共享问题，因此，在上述通用的虚拟化平台中，不论真实的硬件平台是什么，虚拟化出来的设备都一致，虽然这样对于各个客户操作系统都适用，但会出现以下问题：

1)虚拟机系统显示的硬件设备与真实的硬件设备不一致，用户无法看到真实的硬件；

2)此外，真实硬件的一些特性无法使用，如显卡的硬件加速特性，USB的新标准、声卡的高级特性等；

3)由于客户操作系统需要通过虚拟机监视器、以及服务操作系统后才能访问到硬件，因此增加了相应的中间过程，这样将影响到硬件访问的性能。

发明内容

本发明的目的是，提供一种虚拟机系统。

本发明的另一目的是，提供一种虚拟机系统硬件设备访问方法。

一种虚拟机系统，包括服务操作系统、客户操作系统、虚拟机监视器以及硬件设备，服务操作系统包括设备模块和驱动模块，客户操作系统包括扫描模块和驱动模块，虚拟机监视器包括资源转换模块。所述资源转换模块用于存储服务操作系统为硬件设备分配的资源与客户操作系统对服务操作系统为所述客户操作系统提供的硬件设备分配的资源二者之间的转换关系；以及，在客户操作系统发出访问硬件设备的请求时，所述资源转换模块用于根据上述转换关系将客户操作系统的访问地址转化成对应硬件设备的真实物理地址。

一种虚拟机系统硬件设备访问方法，包括步骤：

步骤600，客户操作系统访问硬件设备时，产生相应的访问请求；

步骤610，虚拟机监视器截获所述访问请求，并根据在虚拟机监视器的资源转换模块中预先存储的转换关系将客户操作系统的访问地址转化成对应硬件设备的真实物理地址；

步骤620，在访问硬件设备后，虚拟机监视器将访问结果转给客户操作系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)虚拟机系统显示的硬件设备与真实的硬件设备一致，用户可以看到并使用真实的硬件；

2)由于客户操作系统可以直接或者通过虚拟机监视器访问到真实硬件，这样提高了虚拟机系统硬件访问的效率。

附图说明

图1为现有的Xen虚拟机系统的示意图；

图2为图1所示的虚拟机系统中客户操作系统访问硬件设备的流程图；

图3为本发明的虚拟机系统的结构示意图；

图4为本发明虚拟机系统资源分配的流程图；