[发明专利]在虚拟机监控器外进行输入输出设备虚拟化的虚拟机系统

权利要求书

1.一种在虚拟机监控器外进行输入输出设备虚拟化的虚拟机系统，基于硬件辅助型的虚拟化技术的处理器平台，包括虚拟机监控器，其特征在于：

所述的虚拟机监控器之上运行有若干个输入输出虚拟机和若干个客户虚拟机，由输入输出虚拟机来处理客户机虚拟机的所有I/O操作和设备共享；若干个输入输出虚拟机和若干个客户虚拟机由虚拟机监控器来管理和调度，输入输出虚拟机和虚拟机监控器之间设有通信机制和内存共享机制。

2.根据权利要求1所述的虚拟机系统，其特征在于：所述的客户虚拟机和提供服务的输入输出虚拟机运行在同一个计算机上，输入输出虚拟机为客户虚拟机提供I/O服务。

3.根据权利要求1所述的虚拟机系统，其特征在于：所述的客户虚拟机和提供服务的输入输出虚拟机运行在两个不同的计算机上，输入输出虚拟机通过网络为客户虚拟机提供I/O服务。

4.根据权利要求1所述的虚拟机系统，其特征在于：所述的输入输出虚拟机的架构包括：内核部分，标准C库，TCP/IP协议栈，设备模型，后端驱动，域间通信机制，域间内存共享机制；

所述的内核部分，包括进程管理调度、进程间通信、内存管理、文件系统、设备驱动；

所述的后端驱动和设备模型用于接收和处理来自客户机虚拟机的I/O请求，自客户虚拟机的I/O操作请求被虚拟机监控器截获之后，由虚拟机监控器分发到相应的输入输出虚拟机，在输入输出虚拟机中由相应的的后端驱动接收这些请求，后端驱动分析请求，决定是由设备模型进行处理还是由本地驱动进行处理，并且完成相应的I/O操作，然后再把处理结果返回给虚拟机监控器，虚拟机监控器对结果进行验证，若验证通过则虚拟机监控器将结果返回给客户虚拟机，若验证失败则虚拟机监控器做相应的异常处理再返回到客户虚拟机；

所述的标准C库提供基本的程序运行库；

所述的TCP/IP协议栈提供了网络功能所需的协议栈；

所述的域间通信机制和域间内存共享用于处理虚拟机监控器和输入输出虚拟机之间的通信和数据传递。

5.根据权利要求1所述的虚拟机系统，其特征在于：所述的域间通信机制，包括：

将IA32体系结构中的8个通用寄存器用于传递域间通信机制消息；

限制域间通信机制的消息内容不超过32个字节；

在虚拟机监控器和输入输出虚拟机之间产生VM-Exit、VM-Entry的时候，完成地址空间切换的时候，通用寄存器的内容可以保留，使得数据可以通过通用寄存器在虚拟机监控器和输入输出虚拟机之间传递。

6.根据权利要求1所述的虚拟机系统，其特征在于：所述的域间内存共享机制，包括：

输入输出虚拟机将需要被共享的内存地址空间映射到虚拟机监控器的内存地址空间，实现域间内存共享；

域间内存共享只存在于虚拟机监控器和输入输出虚拟机之间；

一个输入输出虚拟机和虚拟机监控器之间可以有多个域间内存共享块，但域间内存共享块的大小的总和不得大于系统中设定的域间内存共享数量的最大上限；

输入输出虚拟机只能能访问自己的域间内存共享块中的内存，不能访问其他输入输出虚拟机的域间内存共享块中的内存；

虚拟机监控器中管理和记录系统中所有的域间内存共享块。