[发明专利]基于hypervisor构架的虚拟非易失闪存存储器件设备设计方法

说明书

技术领域：

本发明属于嵌入式系统驱动程序设计领域，具体涉及对支持基于hypervisor构架的虚拟nand flash设备的设计方法。

背景技术：

hypervisor构架指的是管理硬件资源和虚拟化环境维护的虚拟机监控器及其上运行着的多个客户系统的体系结构。在该构架中，虚拟机监控器(Virtual Machine Monitor，以下简称VMM)不只是一个完整的操作系统，同时还支持多个客户系统以任务的形式运行。具体来说，VMM一方面需要管理众多硬件资源(如CPU、内存、I/O设备)，分配内存空间，并调度任务运行，另一方面还需要为客户系统提供运行所需要的虚拟化环境，如抽象的硬件接口及客户系统与VMM间的通信机制。

nand flash是一种非易失闪存存储器件，它具有较高的存储密度和单位尺寸下较高的存储容量，被广泛用于娱乐电子设备中。这类电子设备一般将软件系统保存在nand flash中，等待设备上电启动后运行位于flash中的软件系统，并在运行过程中将数据永久的存储在flash中。在hypervisor构架中，多个客户操作系统需要将其文件系统和运行信息存储于flash。为了使多个客户系统能同时对nand flash操作，就需要提供一种机制，保证各个客户系统互斥地对nand flash的访问。

目前流行的虚拟化方案有Vmware和Xen，但他们主要针对PC常用的外设进行虚拟化，而nand flash主要应用于嵌入式领域，故均未涉及nand flash设备的虚拟化。另外，同Xen采用的分离驱动模型相比，本专利所叙述的方法不需专门编写额外的前端驱动，也不会因为后端驱动进行服务转发而造成的客户系统间外设访问负载的不平衡。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种虚拟nand flash设备的设计方法。通过虚拟nand flash设备，多个客户操作系统能够共享该设备，并进行直接的访问。虚拟nand flash能够最大限度的利用已有成熟驱动程序，仅进行少量的修改，提高了可移植性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

基于hypervisor构架的虚拟非易失闪存存储器件设备设计方法，客户系统利用虚拟机监控器中的实时线程作为服务代理，获取对非易失闪存存储器件资源的访问要求；客户系统通过发消息的方式通知实时线程请求或释放非易失闪存存储器件的访问权，实时线程完成相应要求后将结果以消息的方式发送回客户操作系统。

访问非易失闪存存储器件前先获取互斥量结构体，某个客户系统一旦获取该互斥量即可开始对非易失闪存存储器件直接进行访问；若客户系统希望申请已被占用的互斥量，则其代理的实时线程挂入该互斥量的任务等待链表，直至该互斥量被释放后才被唤醒，完成对非易失闪存存储器件互斥量的申请。

所述非易失闪存存储器件是nand flash，nand flash具有较高的存储密度和单位尺寸下较高的存储容量。

该方法可使得多个客户系统利用同一硬件平台上的nand flash硬件资源进行文件系统和资源信息的存储，从而在一个硬件平台上整合多个操作系统，适用于安全以及多核调度领域。

附图说明：

图1为双客户系统虚拟nand flash驱动框架结构示意图；

图2为双客户系统通过实时线程操作nand flash相关的互斥量过程示意图；

图3为nand flash相关互斥量的申请过程示意图；

图4为双客户系统操作nand flash互斥量执行过程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1-4，针对客户系统，将nand flash的访问权设定为一个互斥量，当客户系统需要访问nand flash时，必须首先申请该互斥量。若nand flash未被使用，则可申请到该互斥量，然后利用nand flash原有驱动程序执行设备操作，使用完nand flash后释放该互斥量(如图1所示)。

因VMM负责管理硬件资源，并将这些资源抽象成若干数据结构。对nand flash来说，VMM利用互斥量表示对该资源的访问权，其特点是最多只有一个用户能访问到nand flash。由于这个互斥量位于VMM端，客户系统无法直接访问，故需要通过nand flash相关的实时线程作为代理，访问互斥量信息，并将结果反馈回客户系统。