CN107621970B - 一种异构cpu的虚拟机迁移方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种异构CPU的虚拟机迁移方法和装置，所述方法包括：对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。本发明实施例能够让虚拟机和目标物理机的CPU指令集兼容，能让虚拟机运行在目标物理机上，达到迁移虚拟机的目的。

Description

一种异构CPU的虚拟机迁移方法和装置

技术领域

本发明涉及云计算技术，尤指一种异构CPU的虚拟机迁移方法和装置。

背景技术

随着计算机技术和互联网的快速发展，操作系统虚拟化技术日益成熟，虚拟化系统允许多个操作系统并发运行在同一台物理主机上，使用相同的硬件，且互不影响。多个虚拟机可以组成集群，集群系统以其低廉的成本、强大的运算能力和健壮的容错机制逐渐成为了计算机行业的焦点。集群中不同的物理主机拥有不同的硬件构成，在使用集群的过程中也会遇到集群的扩展，以及由此带来的硬件差异，其中最重要的就是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)的差异。

由于不同代系的物理CPU可能会使用不同的指令集，由此物理CPU创建的虚拟机也会拥有不同的指令集，在单台物理机上运行不会出现任何问题，但是如果在集群中，需要将虚拟机迁移到其他物理主机上，可能会遇到CPU指令集不同的情况，造成虚拟机无法迁移，降低了集群的作用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种异构CPU的虚拟机迁移方法和装置，可以通过修改虚拟机CPU指令集的方法，让虚拟机和目标物理机的CPU指令集兼容，从而可以让虚拟机运行在目标物理机上，达到迁移虚拟机的目的。

为了达到本发明目的，一方面，本发明实施例提供了一种异构CPU的虚拟机迁移方法，包括：

对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；

根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；

如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；

根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。

进一步地，所述对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询包括：

查询相关对象的寄存器，获取到所述虚拟机和所述物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制的数据代表代表一个指令集属性。

进一步地，所述计算出能在所述目标物理机上运行的指令集包括：

记录所述虚拟机的CPU架构的数据为第一数据，所述目标物理机的CPU架构数据为第二数据，将所述第一数据和所述第二数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为第三数据，并在满足所述预设条件时作为能在所述目标物理机上运行的指令集。

进一步地，所述预设条件由所述二进制数据设定，所述二进制数据由支持的指令集属性和不支持的指令集属性所在各位二进制的数据构成；

所述根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集包括：

根据程序计算所述交集是否满足所述虚拟机的运行需要，根据所述预设条件判断需要更改的指令集是否会影响到所述虚拟机的运行，如果影响到所述虚拟机的运行，则不能迁移。

进一步地，所述修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改包括：

如果所述指令集交集满足所述虚拟机运行的情况，将所述虚拟机的指令集的第一数据通过寄存器命令更改为指令集交集的第三数据，将所述虚拟机迁移到所述目标物理主机上，启动所述虚拟机即完成迁移工作。

另一方面，本发明实施例还提供了一种异构CPU的虚拟机迁移装置，包括：

查询模块，用于对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；

计算模块，用于根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；

修改模块，用于如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；

迁移模块，用于根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。

进一步地，所述查询模块还用于：

查询相关对象的寄存器，获取到所述虚拟机和所述物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制的数据代表代表一个指令集属性。

进一步地，所述计算模块还用于：

记录所述虚拟机的CPU架构的数据为第一数据，所述目标物理机的CPU架构数据为第二数据，将所述第一数据和所述第二数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为第三数据，并在满足所述预设条件时作为能在所述目标物理机上运行的指令集。

进一步地，所述预设条件由所述二进制数据设定，所述二进制数据由支持的指令集属性和不支持的指令集属性所在各位二进制的数据构成；

所述计算模块还用于：

根据程序计算所述交集是否满足所述虚拟机的运行需要，根据所述预设条件判断需要更改的指令集是否会影响到所述虚拟机的运行，如果影响到所述虚拟机的运行，则不能迁移。

进一步地，所述修改模块还用于：

如果所述指令集交集满足所述虚拟机运行的情况，将所述虚拟机的指令集的第一数据通过寄存器命令更改为指令集交集的第三数据，将所述虚拟机迁移到所述目标物理主机上，启动所述虚拟机即完成迁移工作。

与现有技术相比，本发明实施例通过对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。本发明实施例能够让虚拟机和目标物理机的CPU指令集兼容，能让虚拟机运行在目标物理机上，达到迁移虚拟机的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例异构CPU的虚拟机迁移方法的流程图；

图2为本发明实施例异构CPU的虚拟机迁移方法的原理图；

图3为本发明实施例异构CPU的虚拟机迁移装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1为本发明实施例异构CPU的虚拟机迁移方法的流程图，如图1所示，本发明实施例的方法包括以下步骤：

步骤100：对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；

具体地，查询虚拟机和物理机的CPU指令集的方法是通过查询相关对象的寄存器，获取到虚拟机或者物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制数据代表一种支持的指令集，支持为1，不支持为0。

步骤101：根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；

其中，所述预设条件是根据虚拟机能够运行的指令集而预先设定。

步骤102：如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；

步骤103：根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。

其中，通过步骤102修改虚拟机CPU指令集，让虚拟机和目标物理机的CPU指令集兼容，从而可以让虚拟机运行在目标物理机上，达到迁移虚拟机的目的。

进一步地，所述对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询包括：

查询相关对象的寄存器，获取到所述虚拟机和所述物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制的数据代表代表一个指令集属性。

进一步地，所述计算出能在所述目标物理机上运行的指令集包括：

记录所述虚拟机的CPU架构的数据为第一数据，所述目标物理机的CPU架构数据为第二数据，将所述第一数据和所述第二数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为第三数据，并在满足所述预设条件时作为能在所述目标物理机上运行的指令集。

其中，所述第一数据例如是VM_CPUID，所述第二数据例如是HOST_CPUID，所述第三数据例如是VM_HOST_CPUID。

进一步地，所述预设条件由所述二进制数据设定，所述二进制数据由支持的指令集属性和不支持的指令集属性所在各位二进制的数据构成；

所述根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集包括：

根据程序计算所述交集是否满足所述虚拟机的运行需要，根据所述预设条件判断需要更改的指令集是否会影响到所述虚拟机的运行，如果影响到所述虚拟机的运行，则不能迁移。

进一步地，所述修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改包括：

如果所述指令集交集满足所述虚拟机运行的情况，将所述虚拟机的指令集的第一数据通过寄存器命令更改为指令集交集的第三数据，将所述虚拟机迁移到所述目标物理主机上，启动所述虚拟机即完成迁移工作。

下面从原理上对本发明实施例的方法进行详细说明：

图2为本发明实施例异构CPU的虚拟机迁移方法的原理图，如图2所示，

本发明涉及云集群系统中资源调度中的CPU的调度。如何将不同架构的CPU创建的虚拟机在集群中进行迁移，是集群在长期的运行过程中要解决的问题。本发明提出了一种异构CPU的虚拟机迁移方法，可以在不同架构的CPU之间迁移虚拟机，解决集群中某些物理机无法迁移虚拟机的问题，从而提高集群系统的可用性。

本发明中所述异构就是让不同的架构能在一起工作。

本发明在迁移虚拟机之前对虚拟机和目标物理机的CPU架构进行检测，从寄存器中读取CPU的相关指令集信息，根据不同的CPU调度策略，设置不同的指令集，从而达到兼容迁移的目的，使低架构的CPU上创建的虚拟机可以迁移到高架构的CPU的物理机上，在不影响虚拟机运行的情况下，也可以在高架构的CPU上创建的虚拟机上屏蔽相关的CPU指令，从而让它可以运行在低架构的CPU的物理主机上。达到同集群中互相迁移的目的。

本发明实施例技术实现的具体实施过程如下：

首先，由虚拟机调度程序或用户选择需要迁移的虚拟机，和迁移的目的地主机。

其次，运行本发明实施例的程序对虚拟机和目标物理机的CPU架构进行检测，并量化为2进制的数据，每一位代表一个CPU指令集属性，支持此属性，记录为1，不支持记录为0。记录虚拟机的CPU架构的数据为VM_CPUID，目标物理机的CPU架构数据为HOST_CPUID，将VM_CPUID的数据和HOST_CPUID的数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为VM_HOST_CPUID。

根据程序计算该交集是否满足虚拟机的运行需要，判断需要屏蔽的指令集是否会影响到虚拟机的运行，如果影响到虚拟机的运行，则不能迁移。

指令集交集可以满足虚拟机运行的情况下，将虚拟机的指令集通过寄存器命令更改为指令集交集VM_HOST_CPUID，将虚拟机迁移到目标物理主机上，启动虚拟机即完成迁移工作。

本发明实施例将虚拟机的指令集查询，虚拟机的指令集修改，以及虚拟机迁移整合在一起，组成了完整的虚拟机迁移的方案。

本发明实施例关键在于虚拟机和物理机CPU指令集的查询方法，虚拟机指令集的修改方法，以及判断虚拟机是不是可以更改指令集的判断条件。

本发明实施例中，查询虚拟机和物理机的CPU指令集的方法是通过查询相关对象的寄存器，获取到虚拟机或者物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制数据代表一种支持的指令集，支持为1，不支持为0。

进一步地，本发明实施例中，CPU指令集合的判断条件：根据虚拟机和目标物理机的指令集，计算出可以在目标物理机上运行的指令集，并判断虚拟机是否可以更改为此指令集。

进一步地，本发明实施例中，对虚拟机CPU指令集的调整方法：通过修改虚拟机的寄存器数据，达到修改虚拟机指令集的目的，从而可以让虚拟机运行在不同架构的其他物理主机上。

本发明实施例采用了修改虚拟机CPU指令集的方法，让虚拟机和目标物理机的CPU指令集兼容，从而可以让虚拟机运行在目标物理机上，达到迁移虚拟机的目的。

图3为本发明实施例异构CPU的虚拟机迁移装置的结构图，如图3所示，本发明实施例另一方面提供的一种异构CPU的虚拟机迁移装置，包括：

查询模块301，用于对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；

计算模块302，用于根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；

修改模块303，用于如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；

迁移模块304，用于根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。

进一步地，所述查询模块301还用于：

查询相关对象的寄存器，获取到所述虚拟机和所述物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制的数据代表代表一个指令集属性。

进一步地，所述计算模块302还用于：

记录所述虚拟机的CPU架构的数据为第一数据，所述目标物理机的CPU架构数据为第二数据，将所述第一数据和所述第二数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为第三数据，并在满足所述预设条件时作为能在所述目标物理机上运行的指令集。

进一步地，所述预设条件由所述二进制数据设定，所述二进制数据由支持的指令集属性和不支持的指令集属性所在各位二进制的数据构成；

所述计算模块302还用于：

根据程序计算所述交集是否满足所述虚拟机的运行需要，根据所述预设条件判断需要更改的指令集是否会影响到所述虚拟机的运行，如果影响到所述虚拟机的运行，则不能迁移。

进一步地，所述修改模块303还用于：

如果所述指令集交集满足所述虚拟机运行的情况，将所述虚拟机的指令集的第一数据通过寄存器命令更改为指令集交集的第三数据，将所述虚拟机迁移到所述目标物理主机上，启动所述虚拟机即完成迁移工作。

综上所述，本发明实施例通过对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上。本发明实施例能够让虚拟机和目标物理机的CPU指令集兼容，能让虚拟机运行在目标物理机上，达到迁移虚拟机的目的。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种异构中央处理器CPU的虚拟机迁移方法，其特征在于，包括：

对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；

根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；

如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；

根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上，

所述计算出能在所述目标物理机上运行的指令集包括：

记录所述虚拟机的CPU架构的数据为第一数据，所述目标物理机的CPU架构数据为第二数据，将所述第一数据和所述第二数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为第三数据，并在满足所述预设条件时作为能在所述目标物理机上运行的指令集，

所述修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改包括：

如果所述指令集交集满足所述虚拟机运行的情况，将所述虚拟机的指令集的第一数据通过寄存器命令更改为指令集交集的第三数据，将所述虚拟机迁移到所述目标物理主机上，启动所述虚拟机即完成迁移工作。

2.根据权利要求1所述的异构CPU的虚拟机迁移方法，其特征在于，所述对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询包括：

查询相关对象的寄存器，获取到所述虚拟机和所述物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制的数据代表代表一个指令集属性。

3.根据权利要求2所述的异构CPU的虚拟机迁移方法，其特征在于，所述预设条件由所述二进制的数据设定，所述二进制的数据由支持的指令集属性和不支持的指令集属性所在各位二进制的数据构成；

所述根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集包括：

根据程序计算所述交集是否满足所述虚拟机的运行需要，根据所述预设条件判断需要更改的指令集是否会影响到所述虚拟机的运行，如果影响到所述虚拟机的运行，则不能迁移。

4.一种异构CPU的虚拟机迁移装置，其特征在于，包括：

查询模块，用于对虚拟机和目标物理机的指令集进行查询；

计算模块，用于根据查询到的所述虚拟机和所述目标物理机的指令集，计算出能在所述目标物理机上运行的指令集，并根据预设条件判断所述虚拟机是否能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集；

修改模块，用于如果判断结果为能够更改为所述能在所述目标物理机上运行的指令集，则修改虚拟机的寄存器数据，以对所述虚拟机的指令集进行修改；

迁移模块，用于根据修改结果，对所述虚拟机进行迁移，使所述虚拟机运行在不同架构的所述目标物理主机上，

所述计算模块还用于：

记录所述虚拟机的CPU架构的数据为第一数据，所述目标物理机的CPU架构数据为第二数据，将所述第一数据和所述第二数据做运算，每一位进行与运算，得出CPU指令集的交集，记录为第三数据，并在满足所述预设条件时作为能在所述目标物理机上运行的指令集，

所述修改模块还用于：

如果所述指令集交集满足所述虚拟机运行的情况，将所述虚拟机的指令集的第一数据通过寄存器命令更改为指令集交集的第三数据，将所述虚拟机迁移到所述目标物理主机上，启动所述虚拟机即完成迁移工作。

5.根据权利要求4所述的异构CPU的虚拟机迁移装置，其特征在于，所述查询模块还用于：

查询相关对象的寄存器，获取到所述虚拟机和所述物理机支持的CPU指令集，并量化为二进制的数据，每位二进制的数据代表代表一个指令集属性。

6.根据权利要求5所述的异构CPU的虚拟机迁移装置，其特征在于，所述预设条件由所述二进制的数据设定，所述二进制的数据由支持的指令集属性和不支持的指令集属性所在各位二进制的数据构成；

所述计算模块还用于：

根据程序计算所述交集是否满足所述虚拟机的运行需要，根据所述预设条件判断需要更改的指令集是否会影响到所述虚拟机的运行，如果影响到所述虚拟机的运行，则不能迁移。

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