[发明专利]用于支持多处理器虚拟机环境中的地址翻译的方法和装置

说明书

技术领域

本发明的实施例总体上涉及虚拟机，并且更具体地涉及支持在虚拟机环境中的地址翻译。

背景技术

传统的虚拟机监视器(VMM)通常运行在计算机上并且向其它软件呈现一个或多个虚拟机的抽象。每个虚拟机可以用作一自包含平台，运行它自己的“客户机操作系统”(即，由VMM支撑的操作系统(OS))和其它软件，它们统称为客户机软件。客户机软件期望像在专用计算机上而不是在虚拟机上一样操作。也就是说，客户机软件期望控制各种事件并且访问硬件资源，例如物理存储器和存储器映射输入/输出(I/O)设备。例如，客户机软件期望保持对地址翻译操作的控制，并且能够分配物理存储器，提供针对客户机应用的防护以及在客户机应用之间的保护，使用各种分页技术等。但是，在虚拟机环境中，VMM应当能够对计算机的资源具有最终控制权，以提供针对虚拟机的防护以及在虚拟机之间的保护。

附图说明

在附图的图示中，通过例子而非通过限制的方式来说明本发明，并且其中，相同的附图标记是指类似的元素，其中：

图1说明了虚拟机环境的一个实施例，本发明可以在其中操作；

图2说明了根据本发明的一个实施例的、虚拟TLB的操作。

图3A和3B说明了根据本发明的两个备选实施例的、用于创建和维护影子PT分级结构的元数据的过程；

图4是用于同步客户机翻译数据结构和影子翻译数据结构的过程的一个实施例的流程图；

图5是用于维护影子翻译数据结构的元数据的过程的一个实施例的流程图；

图6是用于方便地址空间的改变的过程的一个实施例的流程图；

图7是用于针对指定地址同步两个翻译数据结构的条目的过程的一个实施例的流程图；

图8是用于从由VMM维护的影子PT分级结构的工作集合中移除影子PT分级结构的过程的一个实施例的流程图；

图9是用于将条目添加到影子PT分级结构的PD的过程的一个实施例的流程图；

图10是用于从影子PT分级结构的PD移除条目的过程的一个实施例的流程图；

图11是用于将条目添加到影子PT分级结构的PT的过程的一个实施例的流程图；

图12是用于从影子PT分级结构的PT移除条目的过程的一个实施例的流程图；

图13是用于监视影子PT分级结构的PTE的过程的一个实施例的流程图；

图14是用于从影子PT分级结构的PTE移除监视的过程的一个实施例的流程图；

图15是用于在多处理器系统中维护影子PT分级结构的过程的一个实施例的流程图；

图16是用于在多处理器系统中将处理器的工作集合与处理器的当前客户机状态进行同步的过程的一个实施例的流程图。

具体实施方式

描述了用于在多处理器虚拟机环境中支持地址翻译的方法和装置。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。但是，对本领域技术技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下，实现本发明。

以下的详细描述的一些部分被呈现为对计算机系统的寄存器或存储器内的数据比特的操作的算法和符号表示。这些算法描述和表示是由数据处理领域的技术人员用于最有效地将他们的工作的实质传达给本领域的其它技术人员的手段。这里的算法一般被认为是导致期望的结果的自身一致的操作顺序。所述操作是那些需要对物理量进行物理操纵的操作。通常，虽然不是必须的，这些物理量采用电子或磁信号的形式，其能够被存储、转移、组合、比较并且以别的方式被操作。已经证明，将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、项、数字等有时是方便的，这主要是因为它们是常见的用法。

但是，应当记住，所有这些以及类似的术语应与合适的物理量相关联，并且仅仅是应用到这些量的方便的标记。除非明确地声明，否则根据以下讨论显而易见的是，应该意识到，贯穿本发明的使用例如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”等术语的讨论可以指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理过程，其对表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据进行操纵，并将所述数据转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。