[发明专利]虚拟化计算环境中的设备仿真

说明书

技术领域

本发明一般地涉及虚拟机，更具体地说，涉及一种用于优化在虚拟化环境中仿真的设备的数据操作的系统和方法。

背景技术

虚拟机（VM）是像物理机器那样执行程序的机器（即，计算机）的软件实现。通常，对虚拟化环境中的资源的访问与高开销水平关联，这是因为VM通常无法直接与虚拟化资源通信。托管VM的系统管理程序通常负责代表VM仿真所需的接口或驱动器。换言之，系统管理程序为VM提供虚拟平台，并监视VM的执行以及VM如何访问可用的硬件资源和设备。

例如，为使VM从虚拟化存储设备读取数据或将数据写入虚拟化存储设备，必须在VM与系统管理程序之间转移对读取或写入操作的控制。在完全仿真的情况下，VM并不知道仿真设备不是实际物理设备，因为系统管理程序以软件仿真接口。此类仿真将产生高开销。当访问设备时，如果需要在VM与系统管理程序之间间歇性地转移控制，则操作开销甚至更昂贵。

发明内容

出于概述目的，在此描述了某些方面、优点和新颖特性。将理解，根据任何一个特定实施例，可能未实现所有这些优点。因此，可以以如下方式包含或执行所公开的主题：实现或优化一个优点或一组优点，而未实现可能在此教导或提出的所有优点。

提供了用于优化虚拟化计算环境中的物理设备的操作的系统和方法。所述方法包括：监视在虚拟机（VM）的操作系统上运行的应用发出的指令，其中所述VM由系统管理程序托管，所述系统管理程序提供对连接到虚拟化计算环境的物理设备的访问；其中所述操作系统所支持的设备驱动器向所述系统管理程序所支持的仿真设备发出一个或多个指令，以便根据所发出的指令控制所述物理设备，其中所述仿真设备的寄存器在所述系统管理程序的存储器中实现，并且所述设备驱动器发出的指令存储在所述寄存器中，其中响应于获知所述指令存储在所述寄存器中，所述系统管理程序处理所述指令。

根据一个或多个实施例，提供了一种包括一个或多个逻辑单元的系统。所述一个或多个逻辑单元被配置为执行与上面公开的方法关联的功能和操作。在另一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，其包括具有计算机可读程序的计算机可读存储介质。当在计算机上执行时，所述计算机可读程序导致计算机执行与上面公开的方法关联的功能和操作。

下面参考附图，进一步详细地提供了上面公开的一个或多个实施例以及某些备选实施例。但是，所公开的主题并不限于所公开的任何特定实施例。

附图说明

通过参考下面提供的附图中的各图，可以更好地理解所公开的实施例，这些附图是：

图1和2示出了根据一个或多个实施例的示例性计算环境，其中实现系统管理程序托管的VM以便与可通过所述系统管理程序访问的设备通信；

图3A和3B是根据一个实施例的用于处理指令以便控制图1和2中示出的设备的方法的示例性流程图；

图4A和4B是根据一个或多个实施例的其中可以运行所公开的系统和方法的硬件和软件环境的框图。

根据一个或多个实施例，不同图中的相同标号引用的特性、元素和方面表示相同、等效或类似的特性、元素或方面。

具体实施方式

以下说明了许多具体细节以便提供对各种实施例的详尽描述。某些实施例可以在没有这些具体细节的情况下实现，或者可以具有细节的变化。在某些情况下，并未详细描述某些特性以免使其它方面模糊不清。与每个元素或特性关联的细节级别不应被解释为限定某个特性较之其它特性的新颖性或重要性。

参考图1，根据一个实施例，在计算环境中，可以由系统管理程序100托管VM 105。可以实现系统管理程序100以支持物理设备（例如，磁盘存储设备）的仿真，以便允许VM 105与资源（例如，物理设备180）通信。仿真设备140用作设备驱动器120和物理设备180之间的接口。例如，仿真设备140可以支持标准协议以便与设备驱动器120连接，其中所述协议定义设备寄存器和相应I/O功能的使用方式。

仿真设备140可以以软件或固件实现以仿真某一物理设备，以便VM可以与物理设备180通信，而无需任何有关物理设备180的特定接口要求的确切结构或性质的知识。取决于实施方式，可以通过使用半虚拟化设备作为设备驱动器120和物理设备180之间的接口，减少与仿真关联的开销，并减少对在VM 105和系统管理程序100之间转移控制的需要。在一个实施例中，可以使用虚拟化组件（例如，定制驱动器）实现设备的半虚拟化，以便例如通过分批处理多个指令或I/O请求并使用共享存储器以避免多个数据副本而提高系统的性能。