[发明专利]一种异构化处理器间相互模拟方法

说明书

本发明提供了一种异构化处理器间相互模拟方法，包括：在内核空间中将物理处理器所包含的寄存器HFGRTR_EL2中的MIDR_EL1位的值置为1；使用硬件加速模块向内核空间添加模拟虚拟处理器的寄存器MIDR_EL1，并写入待模拟物理处理器中所包含的寄存器MIDR_EL1的值；在虚拟化管理程序中添加待模拟物理处理器的型号，并将由待模拟物理处理器所包含的寄存器MIDR_EL1的值传入已经添加至内核空间中的虚拟处理器所包含已经被模拟的寄存器MIDR_EL1。本发明实现了在异构化场景中对差异化硬件信息的屏蔽，实现了异构化场景中异构化处理器之间的相互模拟并提高了用户体验。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种异构化处理器间相互模拟方法。

背景技术

虚拟机(Virtual Machine，VM)是在硬件平台上模拟一个或者多个独立的和实际底层硬件相同的执行环境。虚拟化技术是将计算机的各种实体资源，予以抽象、转换后创建某种特定虚拟对象的做法，包括虚拟的计算机硬件平台、存储设备和计算机网络资源等。虚拟化技术通过在软件和硬件中间引进虚拟化层，将宿主机的各种资源进行逻辑的抽象转换，实现了软/硬件分离。用户无需关注硬件的具体实现即可在虚拟化的操作系统环境中运行应用程序，提高了资源的利用率和安全性。Hypervisor是一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间层软件，Hypervisor的核心要素之一是页映射器，页映射器通过页表映射方式将物理硬件指向特定操作系统(Guest或 Hypervisor)的页(Page)，以满足各种进程运行及数据读写等事件。

物理硬件(尤其是物理CPU)全虚拟化依赖Trap-and-emulation，即陷入模式和模拟仿真。物理CPU全虚拟化通过将GUEST OS需求的特权指令通过VMM(虚拟机管理器，例如Hypervisor)自动捕获的方式运行后返回至 GUEST OS。当GUEST OS有特权指令产生时，VMM将其自动捕获，将 GUEST OS所请求的特权指令进行截获，然后通过VMM运行之后将结果返回给GUEST OS。VMM会使用模拟仿真将特权指令模拟仿真的方式执行一遍。在构建公有云或者私有云或者混合云的服务器集群中通常部署多个物理机，每个物理机至少包括一个物理CPU。因物理机资源不足所引发虚拟机迁移或者因物理机更换所引发的虚拟机迁移时，如果两个物理机所部署的物理CPU属于同架构但不同制造商的场景(以下简称“异构化场景”)执行迁移时会被用户所感知。例如飞腾公司制造的飞腾2000与华为公司制造的鲲鹏 920均基于ARMv8架构的物理CPU所构成的异构化场景。飞腾2000部署于物理机1，鲲鹏920部署于物理机2。用户(User)通过键入/proc/cpuinfo 的命令行，即可查看服务器集群(ServerCluster)中不同物理机所配置的物理CPU的架构、制造商、版本等物理硬件基础信息。

然而，对于云平台而言，如果用户暴露底层的物理硬件信息会丧失虚拟硬件隔离性及用户体验一致性。通常而言，无论是在物理机中启动部署虚拟机，还是在虚拟机执行迁移过程中，如果被用户感知到底层硬件出现差异，均会导致用户体验下降。

发明内容

本发明的目的在于揭示一种基于异构化处理器间相互模拟方法，用以在异构化场景中实现同架构但制造商和/或版本不同的物理CPU之间的相互模拟，并实现避免被用户感知到底层物理硬件之间的差异。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种异构化处理器间相互模拟方法，包括以下步骤：

S1、在内核空间中将物理处理器所包含的寄存器HFGRTR_EL2中的 MIDR_EL1位的值置为1；

S2、使用硬件加速模块向内核空间添加模拟虚拟处理器的寄存器 MIDR_EL1，并写入待模拟物理处理器中所包含的寄存器MIDR_EL1的值；

S3、在虚拟化管理程序中添加待模拟物理处理器的型号，并将由所述待模拟物理处理器所包含的寄存器MIDR_EL1的值传入已经添加至内核空间中的虚拟处理器所包含已经被模拟的所述寄存器MIDR_EL1。