[发明专利]一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机

说明书

技术领域

本发明公开了一种系统虚拟机，尤其涉及一种面向ARM多核处理器服务器平台的系统虚拟机(英文简写为ARMVM)，ARM指“无内部互锁流水级的微处理器”（Microprocessor without interlocked piped stages）。属于计算机技术领域。

背景技术

系统虚拟化是计算机系统结构与计算机系统软件相结合的一个重要研究方向。它通过在计算机系统硬件和操作系统之间增加虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，简称VMM），对计算机系统的物理资源进行抽象，隔离硬件系统结构和软件之间的紧密依赖关系；通过动态组织CPU、内存、I/O等多种物理资源，灵活构建多个相互隔离的虚拟计算机，满足多样化的应用需求；通过发掘应用间的时间和空间的并行性，提高资源的利用率。

虚拟化技术在20世纪60年代首次提出，当时主要是为了对大型机硬件进行分区以提高硬件利用率。在20世纪80年代和90年代，由于客户端-服务器应用程序以及价格低廉的x86 服务器和台式机的发展，在分布式计算技术日益成熟的同时，虚拟化技术当时基本销声匿迹了。20世纪90年代Windows的广泛使用以及Linux作为服务器操作系统的出现，奠定了x86服务器的行业标准地位。随着x86服务器和桌面部署的增长，带来了新的如伸缩性、灵活性和可靠性差等IT基础架构和运作难题，这使得虚拟化技术近年来得到了复兴。近年随着云计算的日益推广，虚拟化技术在商业应用上的优势日益体现。虚拟化改变了企业传统的IT基础设施部署和管理方式，大幅提高了基础设施的伸缩性、灵活性和可靠性。其概念已经深入到企业甚至每个人的日常的工作与生活中，成为了目前全球软件产业中发展最快的技术之一。

近年来，随着ARM CPU性能的飞速发展，ARM CPU的应用已经不仅限于传统的嵌入系统领域，部分高性能的ARM CPU也被逐渐应用到商用服务器中，也即无论嵌入式还是服务器领域都对ARM多核处理器及其虚拟化应用需求的日益扩大。另一方面随着虚拟化技术快速发展以来，包括ARM架构处理器在内的嵌入式处理器领域，对虚拟化技术提出了新的需求。然而，通过对X86,PowerPC(PPC),ARM等的对比（见所附的表1）可以看出，目前广泛应用的ARM CPU，除了2011年最新上市但尚未取得广泛应用的ARM Cortex-A15外，都存在迫切需要解决虚拟化漏洞并且并不支持硬件辅助虚拟化等问题，这使得面向ARM多核处理器实现系统虚拟机面临技术挑战。如无恰当的虚拟化技术的支持，将给ARM CPU在嵌入式和服务器市场的进一步广泛应用带来巨大的阻力。ARM处理器要想在嵌入式系统，尤其是服务器市场占用更重要的一席之地，虚拟化技术，尤其是面向其虚拟化漏洞和无硬件辅助支持问题的技术突破刻不容缓。