一种支持软实时应用的虚拟CPU调度方法

摘要

一种在多核虚拟化环境下的支持软实时应用的虚拟CPU(Virtual CPU，VCPU)调度方法，包括虚拟机实时性引擎和VCPU运行队列实时性调度两个模块。虚拟机实时性引擎模块分为实时性自动感知分析和实时性手工配置两个子模块，自动感知分析子模块依据获取的虚拟机运行情况数据判断虚拟机的实时性，实时性手工配置子模块完成对特定虚拟机的实时性需求的手动设置。VCPU运行队列实时性调度模块由CPU运行队列状态分析、VCPU运行队列实时性策略和VCPU运行队列优化三个子模块组成，CPU运行队列状态分析子模块通过实时性状态获取VCPU运行队列的绑定信息，VCPU运行队列实时性策略子模块按照给定的策略进行VCPU运行队列调整，VCPU运行队列优化子模块负责进行VCPU运行队列的优化操作。

主权项

一种多核平台在虚拟化环境下支持软实时应用的虚拟CPU调度系统，包括虚拟机实时性引擎模块与虚拟CPU运行队列实时性调度模块，其特征在于：(1)虚拟机实时性引擎模块，用于反映虚拟机的实时特征，包括实时性自动感知分析和实时性手工配置两个子模块，其中，实时性自动感知分析子模块要求虚拟机监视器周期性地获取关于各个虚拟机的实时运行数据，检测和统计每个虚拟机在前一段时间的单位时间I/O操作次数和虚拟CPU单次调度执行时间，根据给定判断条件得出虚拟机的实时性需求；实时性手工配置子模块由系统平台管理员通过虚拟机监视器的管理接口配置特定虚拟机的实时性要求，再通过虚拟机监视器完成对虚拟机实时性引擎的最终配置；虚拟机实时性引擎还维护有一张虚拟机实时性特征表和一个特征表更新标记，虚拟机实时性特征表中的项标注了对应虚拟机的实时性特征，在实时性特征表发生变化时对特征表更新标记进行设定；(2)虚拟CPU运行队列实时性调度模块用于实现对实时性虚拟机虚拟CPU的调度支持，它是由CPU运行队列状态分析、虚拟CPU运行队列实时性策略和虚拟CPU运行队列优化三个子模块构成，并且每个CPU还对应有一个CPU实时性状态，包含了它的虚拟CPU运行队列的状态信息，其中，CPU运行队列状态分析子模块只在特征表更新标记被设定后启动，分析CPU的实时性状态，获取虚拟CPU运行队列的绑定的实时性虚拟机的具体信息；虚拟CPU运行队列实时性策略子模块，是基于CPU运行队列分析的结果，按照既定的策略进行虚拟CPU的分布调整；虚拟CPU运行队列优化子模块是在每次调度操作完成之后，进行虚拟CPU运行队列的优化操作，保证所有的实时性虚拟CPU都处在同等级子队列的最优先位置，并且保持相对优先顺序不变。