[发明专利]一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机

权利要求书

1.一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机，基于KVM实现，采用宿主模型架构，其特征在于：该虚拟机主要包括：

（1）物理硬件：物理硬件进一步包括物理CPU，物理内存，物理外设；物理硬件是整个系统虚拟机的硬件基础设施；

（2）宿主OS：宿主OS为物理硬件提供OS；

（3）虚拟机内核：虚拟机内核进一步包括CPU虚拟化子系统、内存虚拟化子系统以及I/O虚拟化子系统；虚拟机内核是整个系统虚拟机的核心，它负责虚拟机的创建、销毁、调度，虚拟机内存的分配、管理，为虚拟机提供物理CPU、物理内存和I/O设备的虚拟抽象，同时与宿主QEMU进程的设备模型协同完成I/O设备的模拟；

（4）虚拟硬件：虚拟硬件进一步包括虚拟CPU，虚拟内存，虚拟外设；虚拟硬件是整个系统虚拟机的重要输出，为上层客户OS和虚拟化应用提供虚拟硬件支持；

（5）设备模型：设备模型为宿主QEMU进程提供设备；

（6）客户OS：客户OS是上层客户机应用和虚拟硬件的中间件；

（7）宿主QEMU进程：宿主QEMU运行于宿主操作系统的用户空间，主要有两个作用：1）作为虚拟机内核的用户空间操作接口；2）协助虚拟机内核完成I/O虚拟化任务。

2.如权利要求1所述的一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机的实现方法，该实现方法是基于一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机执行模式，该执行模式在原有Linux操作系统的用户模式和内核模式两种执行模式的基础上，增加了一种管理模式，即一种面向ARM多核处理器的系统虚拟机执行模式主要包括三种执行模式：（1）管理模式：管理模式用于执行非I/O的客户机内核代码；（2）内核模式：内核模式用于实现到管理模式的切换，并处理那些由于I/O操作而从管理模式退出的代码或者特殊指令，虚拟机内核工作在这种模式下；（3）用户模式：用户模式用于执行客户机的用户代码，同时宿主机QEMU进程也运行在这种模式下；

基于以上执行模式，一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机实现方法，主要包括如下几个步骤：

步骤S1：用户模式下的宿主QEMU进程通过系统调用，进入内核模式；

步骤S2：内核模式中，虚拟机内核为虚拟机创建和初始化虚拟CPU和虚拟内存，然后返回用户模式；

步骤S3：用户模式下的宿主QEMU进程再次通过系统调用，进入内核模式；

步骤S4：内核模式中，首先实施步骤S41，然后实施步骤S42；步骤S41和步骤S42实施内容如下：

步骤S41：虚拟机内核准备客户机的运行环境，载入客户机代码；

步骤S42：根据上次发生退出前所处的操作模式，相应切换至管理模式或用户模式；

步骤S5：判断客户机代码执行过程是否发生异常；如发生异常，则执行步骤S6；

步骤S6：进入运行于内核模式的虚拟机内核执行异常处理操作，异常处理后执行S7；

步骤S7：进行I/O访问判断，如果是非I/O访问，执行步骤S8。如果是I/O访问，执行S10；

步骤S8：执行步骤S9并执行步骤S42，即最终重新进入客户机代码运行；

步骤S9：内存虚拟化；

步骤S10:退出到宿主机QEMU进程进行I/O访问的模拟执行，执行完毕后再次进入客户机运行。