[发明专利]一种支持异构环境下多核并行处理的调度机制

说明书

本发明公开了一种支持异构环境下多核并行处理的调度机制，首先，虚拟管理器允许CPU虚拟化成多个vCPU，为客户机分配的vCPU总和可多于物理实际存在的CPU资源；然后通过CPU的分时复用，绑定一个或多个客户机到固定的CPU上；然后，在实时/非实时共存的多分区环境中，采用时间片、优先级的混合调度策略。本发明把一个或者多个客户机绑定到某个CPU，不同的物理处理器核可以看作独立的并行运行，同一个核上的客户机分时复用，更好的支持多核并发；结合了优先级可抢占的策略，采用混合型调度机制，能够保证最高优先级的实时任务得到及时响应，也使得非实时任务处理环境不会发生饥饿，两者各有优势。

技术领域

本发明涉及调度机制领域，具体是一种支持异构环境下多核并行处理的调度机制。

背景技术

虚拟化技术能够实现在一台物理机上运行多台虚拟机，在每台虚拟机中分别运行不同的操作系统和应用程序，并且虚拟机之间具有良好的隔离性。这些都是通过在硬件之上增加一层称之为虚拟机监控器(Virtual Machine Monitor,VMM)的软件层来实现的。目前广泛应用的系统级虚拟机可分为通用虚拟机和实时虚拟机。通用虚拟机主要面向桌面领域和服务器领域，典型的通用虚拟机有如下几种。

1)VMware

VMware是x86虚拟化的主流厂商之一。其中，ESX Server主要面向服务器领域，直接运行在硬件平台上，采用硬件辅助技术。Workstation主要面向桌面领域，是宿主型的虚拟机监控器，采用二进制翻译技术。

2)Xen

Xen是英国剑桥大学Ian Pratt领导的一个研究项目。Xen虚拟机监控程序被设计成为微内核的实现，其本身只负责管理处理器和内存资源。Xen通常将其创建的虚拟机称为虚拟域(Domain)，其中运行特权操作系统的虚拟域称为Domain 0，其它虚拟域则统称为Domain U。Domain 0总是Xen启动的第一个虚拟机，负责管理和控制其他Domain U，大部分的输入输出设备也都由这个虚拟机0直接控制，Xen本身并不直接控制它们。

Xen微内核直接运行于物理硬件平台上，开发和调试都比基于操作系统的虚拟化困难。Xen比较难于配置和使用，部署会占用较多的空间，而且会非常依赖Domain 0中的特权操作系统。

3)KVM

KVM(Kernel-Based Virtual Machine)最早由Qumranet公司开发。主体上，KVM只是Linux的一个内核模块，通过为Linux内核扩展一个可提供虚拟化功能的驱动模块，将其变成一种虚拟机监控器。在KVM架构中，虚拟机实现为常规的Linux进程，由标准的Linux调度程序进行调度。

在现实应用中，通过虚拟硬件设备、内存、处理器、网络带宽，将多核处理器配置成多个实时或非实时虚拟计算机配置，实现虚拟运行环境间的计算存储资源与设备访问保护。

目前，对多核处理器的虚拟化程度参差不齐，只能把单个或者多个CPU核分配给某一个分区，而不能实现把单个CPU分时复用给多个分区使用，实际上只是一种折中的虚拟化。通常在虚拟环境配置中，每个虚拟机作为一个进程，根据虚拟机管理器的内核调度方式，被随机的调度到某个CPU核上执行，并没有考虑实时/非实时共存的多分区环境，可能会导致对实时系统的响应不及时，而对非实时系统存在资源浪费的情况。

发明内容

为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种支持异构环境下多核并行处理的调度机制。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种支持异构环境下多核并行处理的调度机制，首先，虚拟管理器允许CPU虚拟化成多个vCPU，为客户机分配的vCPU总和可多于物理实际存在的CPU资源；然后通过CPU的分时复用，绑定一个或多个客户机到固定的CPU上；然后，在实时/非实时共存的多分区环境中，采用时间片、优先级的混合调度策略。