[发明专利]一种多核环境下的Xen虚拟机调度控制方法

权利要求书

1.一种多核架构下的Xen虚拟机调度控制方法，包括如下步骤：

(一)调度初始化

(1.1)首先，枚举所有逻辑cpu，将属于同一物理cpu并且核号相同的逻辑cpu分为一组，每个分组中的逻辑cpu共享同一个调度时间片长度；然后分配并初始化每个分组内各个cpu共享的用于组织和维护虚拟cpu的红黑树；

(1.2)数据结构和调度参数的初始化

首先，初始化cpu分组中所有逻辑cpu的时间片定时器，该时间片定时器用于控制相应逻辑cpu进行调度的时间间隔；

然后，初始化调度方法的调度参数，即设置虚拟机的默认权重、基准负载以及基准时间片的初始值；

(1.3)初始化每个cpu分组所拥有的定时器，该定时器用于根据负载情况动态调整相应cpu分组时间片的长度；

(二)调度信息统计的初始化，即对管理域(domain0)中的虚拟cpu进行监控，并实时地向虚拟机监控器(VMM)发送监控结果，具体过程为：

(2.1)在向客户域(domainU)发送数据过程中，后端驱动判断正在执行的虚拟cpu编号，并且向虚拟机监控器传输该cpu编号；

(2.2)虚拟机监控器将收集的编号存储在cpu位图中；

(三)创建虚拟机并分配虚拟cpu，同时将虚拟cpu依照优先级级别和credit值存放到相应cpu分组的红黑树上，并且启动初始化阶段设置的所有定时器；

(四)虚拟机调度

首先查询cpu位图，判断cpu位图中当前逻辑cpu正在执行的虚拟cpu的编号所对应的位是否已经置位；如果已经置位，则取消此次调度，如果没有置位，就从该逻辑cpu所在分组的红黑树中取最高优先级的虚拟cpu进行切换，实施调度。

2.根据权利要求1所述的调度控制方法，其特征在于，所述的步骤(四)中，对于被切换出来的虚拟cpu需要重新插入红黑树中，该过程具体为：

(4.1)对于under级和over级的虚拟cpu，根据优先级级别和credit值进行插入放回；

(4.2)对于boost级虚拟cpu，采用如下过程插入放回：

(I)将虚拟cpu放置到上一次所处的红黑树上；

(II)查询该红黑树对应的cpu分组中的所有逻辑cpu，判断是否所有的逻辑cpu正在执行boost级任务，如果所有的逻辑cpu都在执行boost级任务，就跳转到下一步，如果一旦找到一个逻辑cpu没有执行boost级任务，则停止查找，并触发该逻辑cpu的调度，完成插入放回；

(III)查询与该cpu分组具有相同物理号的其他cpu分组中的所有逻辑cpu，如果所有的逻辑cpu都在执行boost级任务，就跳转到下一步；如果找到某个逻辑cpu没有执行boost级任务，则将该虚拟cpu迁移到该逻辑cpu对应的红黑树结构中，并触发该逻辑cpu的调度，完成插入放回；

(IV)查询与该cpu分组具有不同物理号的所有其他cpu分组中的所有逻辑cpu，如果找到一个逻辑cpu没有执行boost级任务，则将虚拟cpu迁移到该逻辑cpu对应的红黑树结构中，并触发该逻辑cpu的调度，完成插入放回；如果没有找到，则返回。

3.根据权利要求1或2所述的调度控制方法，其特征在于，所述步骤(一)中，调整每个cpu分组时间片的长度的具体原则如下：

当定时器到期后，计算每个cpu分组的负载信息，然后按照如下公式计算新的每个cpu分组调度时间片：

其中，每个cpu分组负载为每个cpu分组中所有cpu负载之和的平均值。

4.根据权利要求2或3所述的调度控制方法，其特征在于，所述步骤(4.1)中，具体插入放回的过程为：如果待插入的当前节点的优先级低于红黑树根节点的优先级，则插入左子树中，否则，就插入右子树中；其中，所述优先级的比较原则为：首先对虚拟cpu的优先级级别进行比较，如果两者不等，可以直接找出高优先级者，如果相等，继续对credit值按大小进行比较。

5.根据权利要求1-4之一所述的调度控制方法，其特征在于，所述步骤(一)中，所述cpu分组可以根据物理cpu编号再进行分组，即将各cpu分组中属于相同物理号的cpu分组再形成组，并将形成的组以链表的形式组织起来。