[发明专利]基于国产申威处理器的虚拟机构建方法和系统

权利要求书

1.一种基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

用户空间启动步骤：在用户空间虚拟机管理程序中，输入配置命令，创建并启动虚拟机；

内核模块接口调用步骤：用户空间虚拟机管理程序中的用户接口接收并解析配置命令，访问内核模块接口；

设备文件创建步骤：在物理机文件系统中创建设备文件作为用户空间虚拟机管理程序访问物理机内核的内核模块接口；

虚拟机实例构建步骤：物理机内核的虚拟化管理程序响应用户空间虚拟机管理程序访问，初始化虚拟机实例的数据结构，填充虚拟CPU状态数据，保存物理机的当前CPU运行状态，访问HMCode特定调用切换至虚拟机运行状态。

2.根据权利要求1所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述配置命令是虚拟机控制指令，用户空间虚拟机管理程序提供用户界面，用户界面接收虚拟机控制指令，发送给用户接口，实现与内核模块接口的通信。

3.根据权利要求1所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述用户空间虚拟机管理程序中包括设备虚拟化模型，所述设备虚拟化模型实现虚拟设备模拟，与物理机内核合作完成设备虚拟化，提供虚拟机交互显示界面。

4.根据权利要求1所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述用户空间虚拟机管理程序中包括虚拟机监控器，所述虚拟机监控器通过调用实现虚拟机实例创建、虚拟CPU管理调度、虚拟机内存管理、虚拟中断处理、虚拟机域与物理机域切换。

5.根据权利要求1所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述HMCode特定调用是硬件级特权功能库HMCode中在特权模式下执行的功能指令，所述功能指令控制虚拟机运行的功能结构，提供操作内存管理、中断处理的功能接口。

6.根据权利要求1所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，还包括超级调用步骤；

超级调用步骤：客户虚拟机定制内核启动超级调用，以半虚拟化方式模拟虚拟硬件资源管理。

7.根据权利要求4所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述虚拟机域与物理机域切换通过特权模式下运行特殊指令，由程序计数器寄存器冗余位保持特权模式状态，由特殊指令切换。

8.根据权利要求4所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述虚拟CPU管理调度通过将虚拟CPU包装为特殊内核线程，由内核线程调度机制进行调度；由虚拟中断的转发与响应控制虚拟CPU的切换、退出，通过HMCode接口的超级调用保证虚拟机内核与物理机内核中虚拟化管理之间的通信。

9.根据权利要求1所述的基于国产申威处理器的虚拟机构建方法，其特征在于，所述初始化虚拟机实例通过物理机内存虚拟化管理以预分配形式预留连续物理内存区域，将所述物理内存区域对应的物理区间分配给虚拟机，记录初始偏移量；将所述初始偏移量记录在虚拟机的数据结构中，在切换到虚拟机域时，由HMCode调用特权指令将初始偏移量写入硬件控制寄存器，作为虚拟机内存寻址参考。

10.一种基于国产申威处理器的虚拟机构建系统，其特征在于，包括以下模块：

用户空间启动模块：在用户空间虚拟机管理程序中，输入配置命令，创建并启动虚拟机；

内核模块接口调用模块：令用户空间虚拟机管理程序中的用户接口接收并解析配置命令，访问内核模块接口；

设备文件创建模块：在物理机文件系统中创建设备文件作为用户空间虚拟机管理程序访问物理机内核的内核模块接口；

虚拟机实例构建模块：令物理机内核的虚拟化管理程序响应用户空间虚拟机管理程序访问，初始化虚拟机实例的数据结构，填充虚拟CPU状态数据，保存物理机的当前CPU运行状态，访问HMCode特定调用切换至虚拟机运行状态。