[发明专利]一种虚拟化方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种虚拟化方法和装置，包括：当虚拟机的应用发出预定请求时，虚拟机的NVMe‑Blk驱动从虚拟NVMe直接内存存取DMA内存管理区中分配第一DMA内存；其中，第一DMA内存包括输入输出IO队列的提交队列的第二DMA内存和完成队列的第三DMA内存；NVMe‑Blk驱动根据第二DMA内存的HPA构建提交队列项，通知主机的NVMe设备处理所述预定请求；NVMe‑Blk驱动读取完成队列中的回应信息。本发明实施例通过NVMe‑Blk驱动实现对NVMe设备的直接访问，减少了主机的参与，从而实现虚拟机的高效IO操作，并且不需要占用CPU，降低了虚拟化的损耗，且无需支持特定的NVMe设备硬件，具有较好的通用性。

技术领域

本发明实施例涉及但不限于计算机领域，尤指一种虚拟化方法和装置。

背景技术

固态盘(SSD，Solid State Drives)是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，目前大部分基于Flash芯片作为存储介质。与常规机械硬盘相比，SSd具有快速读写、质量轻、能耗低、防震抗摔以及体积小等优点。已经在服务器、个人计算等领域得到了越来乐队的应用。

非易失内存主机控制器接口规范(NVMe，Non-Volatile Memory express)是一种存储设备接口规范，可以充分利用外部设备高速互连标准(PCI-E，Peripheral ComponentInterconnect express)通道的低延时以及并行性的特点，简化了固态盘的输入输出(IO，Input Output)访问路径。相比串行连接小型计算机系统接口(SCSI，Small ComputerSystem Interface)(SAS，Serial Attached SCSI)或串行高级连接技术(SATA，SerialAdvanced Technology Attachment)接口规范，NVMe可以提供更低的延时，更高的传输性能，以及更低的功耗控制。NVMe适配了SSD的高速IO特点，极大提升了固态盘的读写性能，在高端SSD设备中得到广泛应用。

目前许多云主机都基于NVMe SSD提供虚拟机存储支持，NVMe SSD的普通虚拟化方法如图1所示。虚拟机通过前端驱动，与在快速模拟器(Qemu，Quick Emulator)中的后端驱动进行读写请求，后端驱动运行在主机上下文环境中，并通过虚拟文件系统(VFS，VirtualFile System)接口，向主机中的NVMe驱动进行读写请求。在NVMe接口规范中，NVMe设备提供管理和IO两类队列，管理队列只有一组，IO队列有多组。每组队列由提交和回应两个循环列表组成，用于NVMe设备接收命令和放置执行信息。

如图1所示，在虚拟机进行IO读写时，前端驱动会将读写请求发送到后端驱动；后端驱动接收到读写请求后，将读写请求转换为主机(Host)(也称为物理机)的VFS读写操作；Host的操作系统(OS，Operating System)内核根据VFS读写操作调用NVMe SSD驱动的读写命令，使得NVMe驱动产生IO读写指令放入NVMe设备的IO队列的提交队列中；NVMe设备执行IO读写指令后，将结果放入IO队列的回应队列，并产生消息中断(MSI，Message SignaledInterrupts)通知主机；主机再通过NVMe驱动处理，通过VFS的封装，将结果返回给后端驱动，在通过虚拟化机制，返回前端去的，完成虚拟机或客户机(Guest)的IO读写操作。

可以看出，普通的NVMe虚拟化方法中，一次IO操作需要涉及到两次前后端交互，并涉及到数据在前后端中的多次拷贝，以及Host中的VFS到NVMe的长IO栈，效率较低，不利于Geust充分利用NVMe SSD设备的高IO特性。

发明内容

本发明实施例提供了一种虚拟化方法和装置，能够提升IO效率。

本发明实施例提供了一种虚拟化方法，包括：