[发明专利]一种基于多核平台虚拟机的进程迁移跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟机的进程迁移的跟踪方法，特别是涉及一种基于多核平台的虚拟机客户操作 系统中进程迁移的跟踪方法。

背景技术

随着硬件技术的进步，现今多核处理器已经越来越流行，价格也越来越便宜。作为世界上最主要的两 大处理器生产商，Intel和AMD分别发布了面向普通用户的4核处理器。同时，虚拟化作为一个广义的概 念，描述了一种对于计算机资源的抽象，它可以理解为一种框架或者理论将计算机资源分割成为多个可以 独立执行的计算环境，它们在一台物理服务器硬件上通过虚拟机监视器(Virtual Machines Monitor- VMM)或者虚拟环境(Virtual Environments-VEs)被划分和创建。但是，多核处理器和虚拟化技术都 有它们天生的弱点，现在很少有研究关注将这两者结合的主题，可是实际上这种方法能够很好的发挥它们 各自的优势并抵消各自的缺陷。将二者结合并创建一种全新的基于多核的虚拟机结构，并将虚拟机监视器 的一些特定功能指定给特定的内核，这种结构也考虑将运行在客户操作系统中的进程分类并将它们绑定在 对应的物理内核上，用这些方法以期望获得更高的性能。为了验证这样的期望以及绑定机制的有效性，我 们需要一种方法来获取并监控客户操作系统中的进程和处理器物理内核的映射关系，用这些信息来反映客 户操作系统的进程在处理器内核上的迁移过程。我们提出了这样一种方法，它的实现是通过客户操作系统 的内核和虚拟机监视器的合作来完成。

目前有一些相关的工作，它们都用来监控系统的状态。同时在Linux操作系统中，根目录下的/proc 文件夹也可以提供很多有用的文件来反映系统运行的实时信息。Hannu和Lauri共同开发的工具Torsmo可 以显示处理器运行和休眠的状况，和它类似的工具还有conky。sysstat(http://pagesperso-orange.fr)可以 获取处理器的全面信息，例如全局信息，每一个内核的信息并支持虚拟化技术。Hisham Muhammad的团队 开发了工具htop，类似于Linux的命令top，它是一种交互式的进程查看工具。但是，这些工具都不能关 注到如何反映进程和它运行所在的处理器内核的关系，监视进程在处理器内核上的迁移过程，更不用说跨 越虚拟机监视器这一层次去反映客户操作系统中的进程和处理器物理内核之间的映射关系和迁移过程了。 我们的工作却更关注于这些方面，以期能完整地反应和监视跨越虚拟机管理器的进程和处理器的对应关 系。

发明内容

本发明以跟踪进程迁移为目标，通过两次映射，跨越虚拟机监视器这一层次达到监控客户操作系统中 的进程和物理处理器内核之间的关系，跟踪客户操作系统的进程在物理处理器内核上迁移的过程。具体包 括：

1.在客户操作系统中找到控制表，从中得到进程表的入口。遍历这个进程表，找到表示每个进程的运行 时环境的进程映像并从中提取出与处理器和进程调度结果相关的信息。

2.从客户操作系统内核开始，通过通信机制将每个进程的与虚拟处理器编号对应关系的信息传递到虚拟 机监视器中。

3.在虚拟机监视器中，获取虚拟处理器编号和物理处理器内核编号的映射关系，并将客户操作系统的进 程和虚拟处理器的对应关系连接，即可以将客户操作系统中的进程对应到物理处理器内核上。

4.重复这个过程，获取每个时刻客户操作系统进程和物理处理器内核对应的关系，即可以达到跟踪客户 操作系统的进程在物理处理器内核上迁移过程的目的。

与现有技术相比，本发明的创新之处在于：跨越虚拟机监视器这一层，将客户操作系统中的进程映射 到物理处理器内核上。具体体现在：

1.不仅仅关注客户操作系统和虚拟处理器或虚拟处理器和物理处理器内核的对应关系和迁移过程，而是 沟通虚拟机监视器两侧的客户操作系统的进程和物理处理器内核，找到它们的对应关系，跨越虚拟机 监视器这一层次跟踪进程在物理处理器内核之间的迁移。

2.通过该方法，可以量化的评价虚拟机监视器调度客户操作系统的进程和虚拟处理器的结果，显示虚拟 机监视器对物理硬件资源的利用率的情况，从一个侧面验证虚拟机监视器的性能和表现。

附图说明

图1处理器映射的系统结构

图2进程映像

图3操作系统中控制表和进程表的一般结构