[发明专利]计算机可读取存储介质、内存管理单元的虚拟化方法和装置

说明书

本发明涉及一种计算机可读取存储介质、内存管理单元的虚拟化方法和装置。该方法包括：在初始化时，将内存管理单元中的多个页表上下文块中的每一个分配给多个虚拟机或者多个虚拟设备中的一个，使得每个虚拟机或者每个虚拟设备只能使用所属的一个或者多个页表上下文块来进行地址转换。其中，每个页表上下文块关联到页表中不重叠的页表项局部，用于将虚拟地址映射到内存中的物理页面编号。本发明通过如上所述的内存管理单元的分片虚拟化，实现了物理上的资源划分，保证多个虚拟机能同时独占内存管理单元的物理资源，不需要等待其他虚拟机的执行，提高了虚拟机的执行效率，并行性和性能。

技术领域

本发明涉及计算机虚拟化，尤指一种计算机可读取存储介质、内存管理单元的虚拟化方法和装置。

背景技术

随着现在物理设备的能力越来越强，虚拟化应用的案例也随之越来越普遍，为当前云计算机平台提供了丰富的资源类型和基础设施。在虚拟化技术中，通常会将一个物理上的资源(例如，中央处理单元或者其他外设设备)虚拟成多个虚拟的物理组件，以便提高物理设备的利用率以及在云端上的设备部署密度。

为了将内存有效率地提供给多个虚拟机使用，一些实施方式会以分时复用内存管理单元(Memory Management Unit，MMU)的方式，让每个虚拟设备按照时间片来独占MMU资源。例如，虚拟机用户1(VM1)在时间点t1开始占用MMU，执行T个单位时间后退出MMU的独占模式；虚拟机用户2(VM2)在时间点t2开始占用MMU，执行T个单位时间后退出MMU的独占模式；以此类推。通过交替独占MMU，让虚拟机用户以为自己拥有专用的物理MMU。然而，其缺点是多个虚拟实例不能同时访问MMU，MMU只能被串行使用，降低系统的效能。

在另一些实施方式中，MMU由虚拟机监控器(VMM,virtual machine monitor)控制：用户客户机的页表都必须由虚拟机监控器来建立和修改，这需要主机侧(host)的完全参与。然而，其缺点是虚拟实例的任何页表的建立和修改都需要进入到主机侧，并由虚拟机监视器来进行控制管理，这样每次修改都需要从客户机模式切换到主机模式，然后修改完成之后再从主机模式切换回客户机模式，开销不小。

为了解决如上所述的问题，本发明针对MMU提出了一种分片虚拟化的设计方案，用于将一个物理内存管理单元虚拟成多个虚拟的内存管理单元，然后能供多个虚拟机用户使用。因此，本发明提出一种计算机可读取存储介质、内存管理单元的虚拟化方法和装置。

发明内容

本发明涉及一种内存管理单元的虚拟化方法，由处理器于加载并执行计算机代码时实施，包括：在初始化时，将内存管理单元中的多个页表上下文块中的每一个分配给多个虚拟机或者多个虚拟设备中的一个，使得每个虚拟机或者每个虚拟设备只能使用所属的一个或者多个页表上下文块来进行地址转换。

本发明还涉及一种计算机可读取存储介质，用于存储能够被处理器执行的计算机代码，并且当计算机代码被处理器执行时实现如上所述的内存管理单元的虚拟化方法。

本发明还涉及一种内存管理单元的虚拟化装置，包括：处理器，耦接内存管理单元，在初始化时，将内存管理单元中的多个页表上下文块中的每一个分配给多个虚拟机或者多个虚拟设备中的一个，使得每个虚拟机或者每个虚拟设备只能使用所属的一个或者多个页表上下文块来进行地址转换。

其中，每个页表上下文块关联到页表中不重叠的局部，用于将虚拟地址映射到内存中的物理页面编号。

上述实施例的优点之一，通过以上所述的内存管理单元的分片虚拟化，实现了物理上的资源划分，保证多个虚拟机能同时独占内存管理单元的物理资源，不需要等待其他虚拟机的执行，提高了虚拟机的执行效率，并行性和性能。

本发明的其他优点将配合以下的说明和附图进行更详细的解说。

附图说明