[发明专利]管理虚拟机存储器的系统、方法和程序

说明书

技术领域

本发明总体涉及计算机系统，更具体而言，处理对虚拟机存储器的管 理。

背景技术

如今，配置为虚拟机的计算机已经众所周知。在这样的配置中，管理 程序将实际计算机的物理资源(包括CPU，存储器，存储设备和I/O设备) 逻辑上划分成独立的虚拟机。例如，管理程序为每个虚拟机分配对一个或 多个处理器和映射到实际RAM的一段虚拟专用存储器的时间共享。当虚 拟机寻址其自己的虚拟专用存储器时，管理程序将虚拟专用存储器地址转 译成实际存储器的实际地址。管理程序还将虚拟专用存储器分配给它自己， 以存储管理程序的程序(包含其控制结构)以及管理程序使用的数据。在 已知的IBM z/VM操作系统中，管理程序的程序被称为控制程序(“CP”)， 每个虚拟机还可以被称为“用户部分”或“客户(guest)”。

还已知的是，逻辑分区程序将实际计算机的物理资源(包括CPU，存 储器，存储设备和I/O设备)逻辑上划分为逻辑分区(“LPAR”)，然 后管理程序的程序在每个LPAR中执行，并将每个LPAR的资源划分成虚 拟机。在公知的IBM z系列的计算机中，公知的IBM处理器资源/资源管 理器(“PR/SM”)程序将实际计算机划分或分区为LPAR。典型地，通 过向逻辑分区程序指定用于每个LPAR的CPU，存储器和存储设备的量， 管理员辅助定义每个LPAR。逻辑分区程序可以向每个LPAR分配特定的 实际计算机资源或对总计算机资源的逻辑共享。每个LPAR中的虚拟机以 同样的方式操作，如同它们是从实际计算机直接形成，而没有经过逻辑分 区一样。

先前已知的IBM z/VM 5.1版本的虚拟机操作系统包括已知的管理程 序，该管理程序从LPAR或者从未划分的实际计算机形成虚拟机。在“z/VM 版本5发布1更新版”(文件号码：GC24-6095-01)的IBM刊物“z/VM 版本5发布1.0概述信息”(文件号码：GC24-6095-00)中公开了现有 z/VM 5.1操作系统的细节，上述文件可以从位于PO Box 29570，IBM Publications，Raleigh，North Carolina 27626-0570的国际商业机器公司， 或者通过WWW从IBM主页加后缀“/shop/publications/order”获得。这 些刊物在此通过援引的方式纳入本文作为本文公开的一部分。

客户操作系统执行于每个虚拟机中(使用虚拟机共享的CPU，存储器， 等)。在每个客户操作系统上执行一个或多个应用和中间件程序(诸如文 件管理器)。尽管每个应用、中间件程序和客户操作系统在虚拟机中执行， 但是它们如同在其自己的专用、实际计算机中执行一样进行操作。每个虚 拟机中的客户操作系统可以是Linux(林纳斯·托瓦兹(Linus Torvalds)的 商标)操作系统，IBM CMS操作系统或其它操作系统。在每个虚拟机上 的每个客户操作系统上执行的应用和中间件可以是IBM DB2数据库管理 应用，IBM Websphere应用，或各种其它程序。

每个虚拟机的客户操作系统、中间件、应用(多个)和数据存储在分 配给该虚拟机的虚拟专用存储器的工作存储器部分中。每个虚拟机还包括 分配给该虚拟机的虚拟专用存储器的高速缓冲存储器部分。高速缓冲存储 器包含从(磁盘)存储设备存取的数据和相关联的元数据。元数据包含到 数据文件的目录和子目录路径、当前正被写入或读取的文件中的记录的标 识、文件的大小、文件中记录的大小、文件中数据的类型(ASCII，EBCDIC， 或者是二进制)、文件存储在磁盘上的何处，等等。大多数客户操作系统 包括一些算法，用于确定当高速缓冲存储器充满时应该将数据的哪些页保 留在高速缓冲存储器中，以及当工作存储器充满时应该将数据的哪些页保 留在工作存储器中。例如，大多数客户操作系统使用最近最少使用算法， 用以当高速缓冲存储器中用于虚拟机所需新数据的空间不足时将最近最少 使用的数据从高速缓冲存储器页调出到外部存储器中，并使用相似算法， 用以当工作存储器中用于虚拟机所需新数据的空间不足时将最近最少使用 的数据从工作存储器页调出到外部存储器中。