[发明专利]使用仿真对物理硬件的运行时替换

说明书

技术领域

当前公开的主题涉及计算领域，且更具体而言，涉及计算机虚拟化，但虚拟化只是示例性且非限制性领域。

背景技术

诸如管理程序等虚拟机监控程序是创建虚拟机的程序，每一个虚拟机带有可由底层物理硬件资源支持的虚拟化硬件资源。当直接将硬件控制接口分配给虚拟机时，该虚拟机通常经由看起来像(对寄存器、卡上RAM等的)存储器访问的方式被给予对硬件的直接控制。然而，当虚拟机没有以及时方式对放弃硬件控制接口的请求作出响应时，可能需要最终从虚拟机上移除硬件控制接口。这一方法存在的问题是，当接口被移除时虚拟机中的设备驱动程序可能正在使用硬件控制接口，并且由此，虚拟机中相关联的驱动程序在试图从先前由硬件支持的存储器位置中读取时可能接收非预期值。例如，存储器访问的非预期丢失可留下现在每一字节被当作0xFF的存储器位置。非预期值可能导致子驱动程序崩溃、循环、或死锁。

另一问题是虚拟处理器可能在任何两个指令之间的边界上被暂停，并且难以编写以及测试处理在任何这样的任意指令边界处的硬件移除的驱动程序。真实物理处理器通常以指令在其中被快速执行并且没有中断的模式操作。由此，本领域中需要解决上述问题的其他技术。

发明内容

此处公开了用于用支持机制来替换支持与虚拟机相关联的存储器位置的硬件的各种方法和系统。该支持机制可具有表现为包含便于虚拟机中的驱动程序的数据的存储器位置，通常包含如果从存储器中读取则硬件将返回的内容。通过提供这样的支持机制，驱动程序可以低得多的频率来检查硬件移除，从而使得驱动程序更容易编写和测试。即使虚拟机移动到不包含与最近从虚拟机中移除的硬件等效的任何硬件的不同物理机器，从存储器位置返回的数据映像现在也可以与虚拟机一起移动。

除了上述方面，构成本发明一部分的权利要求、附图、以及文本中描述了其他方面本领域技术人员将理解，本发明的一个或多个方面可包括但不限于用于实现本发明的本文所述方面的电路和/或编程；该电路和/或编程实质上可以是被配置成实现本文所述方面的硬件、软件和/或固件的任何组合，这取决于系统设计者的设计选择。

应当注意，提供本概述是为了以简化的形式介绍下面在详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

以上的概述以及以下的详细描述在结合附图阅读时能更好地理解。为例示本发明，示出了本发明的各方面。然而，本发明不限于所讨论的各特定方面。包括以下附图：

图1a示出了具有包括多个虚拟处理器以及对应的客操作系统的多个虚拟机的虚拟机环境；虚拟机由可包括调度器和其他组件的虚拟化层来维护，其中虚拟化层虚拟化多个虚拟机的硬件；

图1b示出了表示计算机系统中用于虚拟化环境的硬件和软件体系结构的逻辑分层的框图；

图1c描绘了其中可实现本发明的各方面的示例计算机系统；

图2示出了示例性虚拟化计算系统；

图3示出了替换虚拟化计算系统；

图4描绘了示出输入/输入(I/O)空间和存储器映射的I/O(MMIO)的示例性系统框图，例如它与外围组件互连(PCI)设备有关；

图5是示出随机存取存储器(RAM)可以驻留在其中的地址空间的示例性框图；

图6示出了用于维护对存储器区域的可访问性的操作过程的示例，该存储器区域对应于驻留在虚拟机环境中的驱动程序的硬件设备；

图7示出了用于维护对存储器区域的可访问性的操作过程的示例，该存储器区域对应于驻留在虚拟机环境中的驱动程序的硬件设备；

图8示出了用于维护对存储器区域的可访问性的操作过程的示例，该存储器区域对应于驻留在虚拟机环境中的驱动程序的硬件设备；

图9描绘了用于维护对存储器区域的可访问性的示例性操作过程，该存储器区域对应于驻留在虚拟机环境中的驱动程序的硬件设备；

图10描绘了用于维护对存储器区域的可访问性的示例性操作过程，该存储器区域对应于驻留在虚拟机环境中的驱动程序的硬件设备；

图11示出了承载参考以上图1-10讨论的计算机可执行指令的计算机可读介质。

具体实施方式

概括的虚拟机