[发明专利]一种基于设备模拟的数据卡虚拟化实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于设备模拟的数据卡虚拟化实现方法。

背景技术

虚拟化，是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案，通过虚拟话技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

在计算机虚拟化中，虚拟机管理器（VMM）模拟底层硬件，为虚拟机子系统（Guest OS）提供访问虚拟设备的接口。VMM基本可以分为两种工作模式：完全虚拟化（Fullvirtualization）和半虚拟化（Paravirtualization）。在完全虚拟化中，物理设备在虚拟机子系统之间共享使用，子系统的I/O访问被VMM捕获，由设备模型来进行模拟。完全虚拟化技术中，VMM提供了对子系统I/O操作的捕获支持。对于I/O内存映射，VMM一般通过页面失效的方式进行捕获；然后，这些I/O操作通过设备模拟模型模块进行解析处理；最后，设备模拟模型模块通过本地设备驱动操作真实的硬件设备。现有的设备虚拟化一般需要硬件专门支持，这将使数据卡的设计复杂；硬件虚拟化能提供的虚拟数据卡数目受硬件资源限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不需要对硬件进行专门设计、可在虚拟子模块中提供虚拟的子数据卡、各子数据卡之间相互独立，互不干扰、且具备迁移功能的基于设备模拟的数据卡虚拟化实现方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于设备模拟的数据卡虚拟化实现方法，它包括一个设备初始化步骤和一个I/O口读写处理步骤，所述的设备初始化步骤包括以下步骤：

S101：分配模拟设备资源配置对象；

S102：将虚拟子数据卡信息注册到虚拟机子模块；

S103：根据初始化指定的数据卡类型生成相应的设备节点名；

S104：对I/O口读写操作处理函数进行注册；

S105：虚拟子数据卡的I/O口读写范围的申请；

S106：结束初始化设置；

所述的I/O口读写处理步骤包括I/O口读处理步骤和I/O口写处理步骤，所述的I/O口读处理步骤包括以下步骤：

S2011：获取I/O口读操作指令，对I/O口所读取的数据进行判断；

S2012：判断I/O口读取的数据是否为DMA传输地址寄存器数据，若为DMA传输地址寄存器数据，则执行步骤S2013,否则执行步骤S2014；

S2013：读取DMA传输地址寄存器内的数据，并返回DMA传输地址寄存器内的数据处理值，完成I/O口数据读取处理；

S2014：判断I/O口读取的数据是否为控制状态寄存器数据，若为控制状态寄存器数据，则执行步骤S2015，否则执行步骤S2016；

S2015：读取控制状态寄存器内的数据，返回控制状态寄存器内的数据处理值，完成I/O口数据读取处理；

S2016：返回0，完成I/O口数据读取处理；

所述的I/O口写处理步骤包括以下步骤：

S2021：获取I/O口写操作指令，对I/O口所读取的数据进行判断；

S2022：判断I/O口所读取的数据是否为DMA地址标志寄存器数据，若为DMA地址标志寄存器数据，则执行步骤S2023，否则跳转至步骤S2026；

S2023：将读取到的DMA地址标志寄存器内的数据传输至真实数据卡设备；

S2024：读取真实数据卡设备中的数据，作为返回值写入虚拟机子模块中的DMA地址寄存器内；

S2025：完成I/O口写处理步骤；

S2026：判断I/O口所读取的数据是否为DMA传输地址寄存器数据，若为DMA传输地址寄存器数据，则执行步骤S2027，否则执行步骤S2028；

S2027：将读取到的数据写入指定的DMA传输地址寄存器，完成I/O口写处理；

S2028：判断I/O口所读取到的数据是否为控制状态寄存器数据，若为控制状态寄存器数据，则执行步骤S2029，否则执行步骤S2030；

S2029：将控制状态寄存器中的指定位和虚拟子数据卡的中断标志清零，完成I/O口写处理；

S2030：不响应操作，完成I/O口写处理。

所述的一种基于设备模拟的数据卡虚拟化实现方法，它还包括一个设备迁入步骤和设备迁出步骤,所述的设备迁入步骤包括以下步骤：