一种虚拟CPU调度方法

摘要

一种虚拟CPU调度方法，属于计算系统虚拟化技术领域，解决锁持有者抢占问题，以提高多处理机系统中虚拟机的性能。本发明用于多处理机虚拟化环境，包括监测步骤，信息收集步骤和调度步骤，监测步骤实时监控各虚拟机操作系统中的自旋锁操作命令；信息收集步骤提取监测步骤所得到的自旋锁数目，并将其构成自旋锁计数信息；调度步骤根据从信息收集步骤提取的自旋锁计数信息，采用公平高效的调度方法对VCPU进行调度。与现有技术相比，本发明对是否处于可调度状态的检测更为精确，提高了PCPU的利用率，调度策略具有灵活性与可扩展性，兼具公平性，有效解决了锁持有者抢占问题，极大地提高了多处理机系统中虚拟机的性能。

主权项

1.一种虚拟CPU调度方法，用于多处理机虚拟化环境，包括监测步骤，信息收集步骤和调度步骤，其特征在于：一.监测步骤：实时监控各虚拟机的Linux操作系统中的自旋锁操作命令，针对每台虚拟机的每个VCPU都设置一个自旋锁计数器，在Linux操作系统每个自旋锁加锁语句处，判断是否成功加锁，是则将该自旋锁加锁语句所对应的VCPU的自旋锁计数器加1，否则不进行操作；在每个自旋锁解锁语句处，将该自旋锁解锁语句所对应的VCPU的自旋锁计数器减1；所述自旋锁计数器加减操作均为原子操作，所述原子操作，是指不会被线程调度机制打断的操作，这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何线程切换(context switch)；二.信息收集步骤：提取监测步骤所得到的每台虚拟机上各个VCPU上的自旋锁数目，并将其与每台虚拟机对应，构成每台虚拟机自旋锁计数信息；将所述每台虚拟机自旋锁计数信息写入虚拟机监视器共享内存页；三.调度步骤：运行于各个PCPU上，虚拟机监视器按照周期T，循环执行如下子步骤：(3.1)计算窗口启动时间S_n：式中，S_n为本轮调度窗口启动时间，E_n是本轮调度对各个VCPU所分配时间片的结束时刻，P_i为第i轮调度抢占点，S_i为第i轮调度窗口启动时间；(3.2)在S_n时刻启动窗口，窗口长度w＝0.5～1.5ms；(3.3)从虚拟机监视器共享内存页提取当前正在运行的VCPU上的自旋锁数目，并据其判断当前正在运行的VCPU是否持有锁，是则转子步骤(3.5)；否则转子步骤(3.4)；(3.4)调度该VCPU，转子步骤(3.6)；(3.5)检查窗口是否已经到达结束点，是则转子步骤(3.4)；否则转子步骤(3.3)；(3.6)结束本轮调度，当周期T届满时，转子步骤(3.1)。