[发明专利]一种适用于虚拟化平台的内存节能系统和方法

权利要求书

1.一种适用于虚拟化平台的内存节能系统，包括内存状态调节模块、内存访问集管理模块、内存分配模块以及上层控制模块，其特征在于，

内存状态调节模块用于为上层控制模块提供应用程序接口，并管理物理机中最小可控单元的状态查询和调节；

内存分配模块用于采用基于内存访问集的动态扩展算法为虚拟机分配和回收内存；

内存访问集管理模用于在内存分配模块分配和回收内存以后，为虚拟机设置内存访问集以保存虚拟机内存的分布信息，并管理该内存访问集；

上层控制模块用于为VMM上层的虚拟机提供接口，以查询VMM的内部状态，并对整个内存节能系统进行调试。

2.根据权利要求1所述的内存节能系统，其特征在于，内存访问集的信息包括虚拟机内存占用的最小可控单元序列号、最小可控单元中物理页的数目以及处于正常状态的维持时间。

3.根据权利要求1所述的内存节能系统，其特征在于，内存访问集的管理主要是通过截获VMM中与内存相关的关键函数来实现，关键函数包括有内存分配函数、回收函数以及映射函数。

4.根据权利要求1所述的内存节能系统，其特征在于，上层控制模块具体是在VMM内核中建立一片缓冲区，将虚拟机内存的分部区域、最小可控单元的状态、最小可控单元能耗消耗状态信息以规定的格式写入到该缓冲区，在VMM上层的虚拟机中实现了一个读取该缓冲区的驱动，用来读取该缓冲区的内存，供上层的分析工具进行数据的分析和调试。

5.一种适用于虚拟化平台的内存节能方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）内存分配模块接收用户的虚拟机创建请求；

（2）内存分配模块根据虚拟机创建请求创建内存大小为N个物理页的虚拟机，其中N为正整数；

（3）内存访问集管理模块获取步骤（2）中创建的虚拟机ID，将该虚拟机的内存访问集加入到内部管理内存访问集的数据结构中，然后切换到VMM的虚拟机调度器；

（4）虚拟机调度器通过调度算法获取虚拟机，然后将该虚拟机的ID传入内存状态调节模块；

（5）内存状态调节模块通过虚拟机ID从内存访问集管理模块获取该该虚拟机的内存访问集，将内存访问集内所有最小控制单元设置为正常读写态，并继续切换到虚拟机调度器；

（6）虚拟机调度器执行上下文切换，并返回用户态；

（7）上层控制模块为用户提供已创建虚拟机的内存状态查询，以供该用户执行调试。

6.根据权利要求5所述的内存节能方法，其特征在于，内存访问集管理模块用来管理虚拟机的内存访问集的数据结构为哈希表，即通过虚拟机的ID可以利用哈希表查询到对应的内存访问集。

7.根据权利要求5所述的内存节能方法，其特征在于，步骤（2）包括以下子步骤：

（2-1）内存分配模块判断是否可以从内存访问集管理模块中找到虚拟机对应的内存访问集，如果找不到内存访问集，则进入步骤（2-2），否则进入步骤（2-3）；

（2-2）内存分配模块在内存访问集管理模块中建立内存访问集，并将该内存访问集初始化为空集；

（2-3）内存分配模块判定物理页的数量N是否大于系统总的空闲内存，如果是则返回内存不足的错误信息，然后过程结束，否则进入步骤（2-4）；

（2-4）内存分配模块判定物理页的数量N是否大于零，如果是则进入（2-5），否则返回内存分配成功信，然后过程结束；

（2-5）内存分配模块判断是否在内存访问集中成功分配了大小为N的物理页，若分配成功则返回内存分配成功信息，否则进入步骤（2-6）；

（2-6）内存分配模块查找一个空闲页最多的最小可控单元，并将其加入到内存访问集中，并返回到步骤（2-4）。