TWI273493B - Methods and systems to control virtual machines - Google Patents

Description

1273493 玖、發明説明： 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例大致上係關於電腦系統，且特別係關 於電腦系統内之虛擬機（Virtual Machine，VM)之操作 控制。 一個虚擬機（Virtual Machine，VM)之結構在邏輯上 係分割一個實際機器，使得該機器之下方的硬體係為分時 的，且呈現出如同一或多個獨立操作之虛擬機。一個虛^ 機監視器（Virtual Machine Monit〇r，VMM)係執行 個電腦上’且係便利其他軟體分離該—或多個虛擬機： —個虛擬機係可以作用為一個自我包含之平臺，執行其 已的作業系統及應用軟體。執行於一個虛擬機上之:體 於此集體稱為賓客軟體。 ir' 該賓客軟體係期望操作如同該賓客軟體係 的電腦上執行而非於一個虛擬機上執行。 = 體係期望控制不同的事林日姑i 4負各軟 接取该電腦（例如實I#趟、 上之硬體資源。該實俨撫哭+ 4 , 爲體核益） 七夕/ 找之该些硬體資源係可以句入 3夕固處理器、駐留於該些 3 - ，快取記憶體，及其他元件）、記憶體：,=暫存器 中之結構，例如敛述 # “ 5己憶體 資源（例如輪入—輪出： 留於該實體機器中之 ，例外，平臺事 、）。5亥些事件係可以包含中斷 (例如，起始化C1NJT)或者系統管理 1273493 中斷（SMI)及類似物）。 該虛擬機監視器係可以隨著該實體機器 存-之需要’而將賓客軟體狀態於該此裝 ：：及暫 ❹擬機監視器係可以藉由允=存= 方之貫體機器而加強一個虛擬 妾存取下 限制軟體存取該實體機H之N b '個#作係於 實施時，或者當操作將不利用=中於該賓客軟體中 H S 用5亥虛梃機監視器想維持H丨 :體機器中之硬體資源時，此係可以特別地適合，

母當-個賓客操作可以影響該虛擬機 個非執行之虛擬機之正確執彳于日± .. ^ 。次者任一 取…，^ ¥執仃日…亥虛擬機監視器係重新 取…。通常，該虛擬機監視器係檢查如此之摔 s忍是否在允許下方之實體機器進行操作或者代表-個賓客 :擬操作之前’一個問題係存在。舉例而[該賓客存取 幸别入/輪出裝置時’當其企圖改變機器結構時（例如，藉 由改义控制暫存益值）’當其企圖存取記憶體之某些部分 及類似狀況時，該虛擬機監視器係可能需要重新取得控制

支援虛擬機之操作之現有系統係使用一個固定格式之 結構而控制一個虛擬機之執行環境，該固定格式結構於此 稱為一個虛擬機控制結構（Vlrtual Machine control

Structure，VMCS )。該虛擬機控制結構係儲存於記憶體 之一個區域之内，且係包含：舉例而言，賓客之狀態，該 虛擬機監視器之狀態，及指示在哪些狀態下該虛擬機監視 恭於負各執行期間係想要重新取得控制之控制資訊。於該 10 1273493 貫體機态中之該（些）處理界#赛 十. 係5貝取由該虛擬機控制处拔 而來之貧訊，以確認該虛擬機及 、、、。構 饵及孩虛挺機監視器之執 境’且在該虛擬機監視器之控制 展 行為。 之下’限制該賓客軟體之 傳統之結構係定位該虛擬機控制結構於該實體機 該記憶體之中，且係允許該虛擬機監視器使用—般的; 體讀取及寫入指令而存取該記憶體。對於此理由 ：' 機控制結構之該格式係必須結構上定義於該處理器指二= 結構之中（且以類似於其他系統結構及指令編碼之 編訂於規格書或者手冊之中）。該虛擬機監視器係直^編 碼於該些規格書之中。該結構係限制實施支援該虛擬機， 視器之處理器之彈性。因為該虛擬機控制結構之形式心 結構上定義，所以一個特定的處理器之實施之微結構係由 於效能、可擴展性、相容性、保密性及類似情況，而不能 作該虛擬機控制結構之資料之格式上、内容上、組織上、 ，者儲存需要上之改變’而亦不需要對於虛擬機監視器之 貫施之設置的基礎作對應之修改。 因此，更有彈性的虛擬機結構的實施方式係有其需要 ，該更有彈性的虛擬機結構的實施方式係不固定地連接至 該些實體機器之下方的實施結構。 【發明内容】 根據本發明之一個觀點，其係提供一種致動虛擬機控 制結構之方法’其係包含下列步驟：ϋ由-個虛擬機監視 11 1273493 :’：決定：於一個虛擬機控制結構所需 t處理器一個指至-個記憶體區域之；Γ :己憶體區域係至少與用於該盒擬機控制J:!標器，該 大小一樣大。 化市j、，口構所需之儲存器 根據本發明之另—個觀點，且係 控制結構之方法，1係包入、、，、種存取虛擬機 一執行-個虛擬機控:結=指：由及—=擬機監 理器使用與該虛擬機控制，及错由一個處 控制結構組成成分辨識 ”相關之—個虛擬機 成分。 辛識兀而存取-個虛擬機控制結構組成 根據本發明之另一個觀點， 系統，复#和人· 2 ，、係誕供一種虛擬機控制 _； /包含·一個虛擬機監視器，其係葬由户㊉、 個虛擬機控制处禮 “二曰由存取至少 少-個^ 控制至少—個虛擬機，其中，該至 I擬機之每—個係由 人 控制…個處理器，其係存取—挺機控制結構所 機監視哭係使用：： 存位置；且其中，該虛擬 機控制結構之每一個。 扣7以存取该些虛擬 =據本發明之另_個觀點，其係 包 關才曰令之機器可存取媒體之物件，有相 取時，係造成一個白人 中，虽该些指令被存 步驟：辨識與一個由：：一個組成成分之機器實施下列 令相關之袖 個虛擬機監視器接收而來之存取指 子目關之一個儲存位刃 之存取指令之形式；確㈣：:;二擬機監視器接收而來 〃、滿足邊存取指令之資料相關之 12 1273493 以結構定義之資料格式 貝料袼式；及假如該資料係不為一個以結構定義 式’則於處理該存取指令之前，重新格式化該資竹成為兮 【實施方式】 現在，將敘述一個新穎的虛擬機之控制結構。於下列 貫施例之詳細說明之中，係參照後附圖式，該些圖式係形 成本發明之一部分，且其係以例示之方式顯示，而非作為 限制之用，本發明之特定實施例係可以被實施。這些實施 例係敘述足約詳細，使得熟習該項技術者能狗瞭料= 以瞭解的是’在不偏離本發明之精神及 下，/、他貫施例係可以被使用且結構上、邏 電性上之改變待可A W上及 、… 被貫施。因此，下列之詳細說明係不 被認為有限制性的咅差 几am乐不 有限㈣的“，且於此所揭示之本發明之實施例 之乾圍係僅由後附申請專利範圍所界定。 一個虛擬機監視器係呈 他軟體（‘‘賓客軟體，，，‘‘賓二:：夕個虛擬機給其 )。該虛擬機監視linU ’或者類似的“賓客” 不同的分離。每—個同的賓客提供相同或者 體平臺之全部功能可以現於該虛擬機中之該硬 望根據呈現於該 所有暫存哭、伊取卞产雕D 益及平臺之結構而存取 乃曰廿-厌取屺憶體、处播认 體及類似物。再者，每-個賓°客係：：二輸出裝置’記憶 件’諸如例外’中斷及平 &理6午多不同的事 事件（例如，起始化（INIT) 13 1273493 及系統管理中斷（SMI))。 ，，這些資源及事件之某些資源及事 ，因為苴伤以1丄斗点 -百％振的 ^ τ ,， 須由该處擬機監視器所管理以確佯虛擬機 之正確操作日位# #上， 隹1示Μ Μ棧 保濩该虛擬機監視器及苴他卢 有特權之資源月室放_ 汉，、他虛擬機。對於具 體所期炒之I 該虛擬機監視器係便利賓客軟 。對於時维持對於這些資源及事件之最終控制 視…Ρ:ίΤ功能之行動係可以包含於該虛擬機監 t廣泛範圍的活動。該虛擬機監視器之行動 及/、之純係不限制本發明之不同實施例的範圍。 當賓客軟體係存取具有特權之資源或者_個一個具有 特權之事件係產生時，控制係可M 5 4 剌係丁以轉移至该虛擬機監視器 。q客軟體轉換控制至該虛擬機監視器係稱為一個户 擬機離開。於便利該資源存取或者適當地處理該事件之後 ’該虛擬機監視器係可以將控制送回至該賓客軟體。由节 虛擬機監視器轉移控制至該賓客軟體係稱為—個虛擬機進 入0 該虛擬機控制結構（Virtual Machlne control Structure，VMCS)係為一個以結構定義之結構，且係包 含.舉例而§ ’賓客軟體之狀態，該虛擬機監視器之狀能 ’指示在哪些肖大態下言亥虛擬機監視器係、想要防止該賓客： 行之控制貧§fl，以及關於該最近之虛擬機之離開之資訊。 於目前之系統中’正好匹配該以結構定義之結構的該虛擬 機控制結構之一項表示係位於記憶體之中。於該實體機中 之該處理益係讀取由該虛擬機控制結構而來之資訊，以確 14 1273493 認該虛«之該執行環境及限制其之行為。 構中執行期間，該處理11係詢問於該虛擬機控制姓 構中之邊控制資訊，以確 制、， 指入夕抽―^ 1 一負各之仃動（例如，某也 外之發生等等)及事件(例如，外部 由害以 機離開。當一個虛擬機離開發生時， ==使用之該處理器之狀態之組成部分係被儲存 :能”工制結構’且該虛擬機監視器所需要之該處理 口口 、恶之組成^分係由該虛擬機控制結構载人。者

=擬機離開產生時，係使用任何熟習該項技術者所知之機 而將控制傳送至該虛擬機監視器1 2 〇。

/當一個虛擬機進入發生時，被儲存於該擬機離開（且 ^係可能已經被該虛擬機監視器所修改）之該處理器之狀 態係被恢復’且控制係、返回該賓客軟體。《了便利該第一 虛，機進入至一個賓客，該虛擬機監視器係將適當的賓客 狀皞寫入至該虛擬機控制結構。當處理一個虛擬機離開時 ，该虛擬機監視器係可以改變在該虛擬機控制結構中之一 個賓客狀恶。|某些實施例中，支持複數個虛擬機之複數 =虛擬機控制結構係由在一個單一實體機器上之單一虛擬 枝瓜視时所|理。該虛擬機控制結構係不需要包含所有上 述之資訊，且係能夠包含幫助該虛擬機之控制之額外資訊 。於某些實施例中，一個虛擬機控制結構係能夠包含一相 當大量之額外資訊。 弟1圖係顯示一個根據本發明之一個實施例之虛擬機 結構1 0 0之一個圖。該虛擬機結構1 〇 〇係包含一個基 15 1273493 本硬體平臺1 Ί n ,, 1 1 0係包含…=’實體機器）。該基本硬體平臺 A夕個處理器1 ] 9 ^ ^ 2係存取揮發性月丄丄2 ，母一個處理器工工 可以有其他在該3非揮發性的記憶體1 1 δ。此外， 件(例如，輪二輪=二上且未顯示於第1圖中之元 含-個虛擬機監視器”04=機結構100亦包 如，〇; 40及150)，其中每-個虛擬機（例 例：。：：15。）係支援-或多個作業系統( … 160及170)及應用（例如，152， 1 6 2及1 7 2 )。該些處 行軟體之任何开彡4夕♦ D。 1 2係可以包含能夠執 理哭 "处理器’諸如微處理器，數位訊號處 ::鋼器或者類似物。該些處理器112係可以包 可程式規劃邏輯或者用於實施本發明之實施例之 力次之執行之硬碼邏輯。 取=體"6係可以為-個硬碟，-個軟碟，隨機存 =體’唯讀記憶體，快閃記憶體，上述元件之任意組 :、者可由處理益1 i 2頡取之任何其他形式之機器媒 把憶體1 1 6係可以儲存心實施本發明之方法之實 加例的執行之指令#去| ' 旁田。。 1者貝# ° §亥記憶體1 1 6係包含由該 二王$ 1 1 2所使用以維持該虛擬機控制結構之狀態之一 、:虛擬機控制結構區域i丄8，其係將於下文予以詳細敘 述0 /二處理為1 1 2係能夠為能夠執行軟體之任何形式 之處理器，諸如微處理器’數位訊號處理器，微控制器或 16 !273493 者類似物。每一個處理器1 1 ? 制姓接w ，、可以包含一個虛擬機控 制、、、口構快取記憶體1 1 4，其係 兮此步 係將於下文予以詳細敘述。 成些處理器1 1 2係可以包含料派 _ 用## > 匕3铽碼，可程式規劃邏輯或者 用於只施本發明之實施例之方法之執行之硬碼邏輯。 假如其係存在的，則該虛擬機控制結構快取記憶料 4可以被使用於暫時或者整個壽命 告丨！姓m办… π p ^間储存该虛擬機控 -^ Ί η _ 忒虛擬機控制結構快取記 “1 1 4係能夠包含暫存器，快取

他儲存裝置。於第丄圖中，嗜,㈣“飞者任仃其 Ί Ί , 4虛楗機控制結構快取記憶體 1 1 4係顯示為該處理器之一部妙 ， 於 w而，其係可以駐留 於邊處理器1 1 2之外部且於嗲其土 y…亥基本平堂硬體1 1 〇之杯 何組成部分之内。於下文从 ,, 〇、’ 中’該虛擬機控制結構 快取兄憶體1 1 4亦係被稱為“卢理u 為4理益上之儲存器”或者 處理态上之資源”，然而，岸 ,、；s±勿^ “暌解的疋，該儲存器係可 以^於除了該處理器112之外之平臺組成部。

該虛擬機控制結構快取記憶體114對於實施本發明之該 些方法係並非嚴格需要的。 2上，—個虛《監視器m般的讀取及寫入 =:存取於記憶體中之一個虛擬機控制結構。然*，於 弟1圖之该虛擬機結構1 〇 〇 之中，该虛擬機監視器1 2 0係間接地透過一組提供給處 σσ之虚挺機控制結構存取 “ 1 1 9而存取該虛擬機控制結構區域丄工8 機控制結構存取指入] Q Μ虛擬 7 1 1 9係使用該虛擬機控制結構區域 及任何可使用之虛擬機控制結構快取記憶體工工4 17 1273493 。於一個實施例中’該虛擬機控制結構存取指令工丄g係 :含運算元，其係為一個用於正被存取之該虛擬機控㈣ · 構組成部分之辨識元。該辨識元係於此稱為—個“組成冑-t之辨識元”。該虛擬機監視器120係不需要知道任何 特定之虛擬機控制結構組成部分係儲存於該虛擬機控制结 構區域118之中或者於該虛擬機控制結構快取記憶體丄 1 4之中。該虛擬機結構！ 〇 〇係進一步提供··假如—般 的讀取及寫人指令係使用於存取該虛擬機控制結構區域丨 1 8 ’則不可預測之結果可能發生。使用該虛擬機控制、结· 構存取指令i i 9係給予該處理器工丄2於其使用處理器 上及以c憶體為基礎（例如該虛擬機控制結構區域丄1 8 )之儲存H之自由性，且亦允許許多不同的效能最佳化。 於某些實施例中，該虛擬機控制結構存取指令i工9 係由該處理器微結構藉由讀取及寫入於該虛擬機控制結構 區域1 1 8中之記憶體而實施。於其他實施例中’該虛擬 機㈣結構存取指令1 1 9係可以讀取及/或寫入處理器 上之貝源。該虛擬機監視器i 2 〇係不需要知道下方之實 φ 體機器微結構係支援該虛擬機控制結構。以此方式，該^ :之處理器之實施係能夠被改變成適應效能、保密性：可 #度或者其他考量，而不會使該虛擬機監視器1 2 〇與下 方之處理器之實施不相容’且顧客化之虛擬機控制結構之 實施係能夠被發展用於每一個處理器之實施。 下列之範例係顯示一個不採用虛擬機控制結構存取指 令1 1 9之虛擬機結構之缺點。假如一個處理器之實施係 18 1273493 能夠暫時地快取該虛擬機控制結構資料於處理器 器中，當一個特定的事件產生時 D子 雨八貝料至该記情駟 =虛擬機控制結構區域11δ之中。於該虛擬機控二 f爆快取之期間’-個對於該虛擬機控制結構區域： =:=取將送"舊的（不正確的)*。除非該 处里口D之具知採取特別的予酉杏、立 則預先〜乂正確地將該寫入映射 一場盗’否則寫入至該虛擬機控制結構區川 二般的寫人將不更新於處理器上之儲存器之資料 该虛擬機控制結構存取指令1 須保持該虛擬機控制"冓丄二錢理器之實施係必 ?工剌，、。構£域與儲存於處理器上之資 任何暫時或者快取記 、’、 mμ, 狀恶—致；此係可能排除該虛 擬械…構之某些效能最佳 作進-步敘述。對昭…二伸性寺寻’如同將於下文 其被定位時，〜㈣記憶體操作’假如每當 斩#m < 擬機控制結構寫入指令係正確地更 新違虛挺機控制結構妝能 更 送回-個健… 處擬機控制結構讀取指令係 個錯存於處理器上之值。這些指令係於下文作詳細 為了便利該虛擬機控制結構存取指令 機控制結構之每—個忒虛擬 結構之组成部分之以結構定義=^個辨識該虛擬機控制 伟於此稱A沪‘ ^之吊數所辨識，·這些常數值 1此無m成部分之 ，該組成部分之辨識 ：冑貝細例中 實施例中係可以比工6位开^ 16位70值，然而於其他 κ 6位兀為大或者為小。 敘述中，於该虛擬機控制結構中之許多域係 19 1273493 被使用於敘述本發明之許多實施例。舉例而古， GUEST_EIP係為包含用於該賓客軟體之指令指標器之域· VM_CONTROLS係為包含控制該虛擬機執行環境之位元之域 ’等等《=為了瞭解於此所述之本發明，瞭解該些不同域之 句法及語意係不需要的。此外，該些域係被提供特定的以 結構作定義之組成部分之辨識元。於這些範例中所使用之 該些特定域及該些組成部分之辨識元之值係不應以任何方 式限制本發明之可應用性。 使用虛擬機控制結構存取指令工丄9之優點之一個顯 示例係於下文作敘述。考量一個處理器之實施係可以由二 個處理器至另一個處理器改變儲存於該虛擬機控制結構區 :^ 8中之資料之配置。舉例而言，-個第一處理器之 貝鈿係可以儲存開始於該虛擬機控制結構區域之該第2 8 $兀組之該虛擬機控制結構區域之該域。—個 弟二處理器之實施係彳以餘存該相同之虛擬機控制結構域 ^該虛擬機控制結構區域之該第1 6個位元組。一個被寫 入用於個起始實施且利用該虛擬機控制結構存取指令工 , 虛擬钱監視器1 2 0將仍然對於該處理器1 1 2之 該後續實施有作用’即使該虛擬機控制結構區域工 酉己i ^ •纟％ + 、、二文亦如此。因為於該兩個處理器之實施中之哕 虛擬機控制处姐士 ^ 、、、。構存取指令之實施係瞭解被使用之該虛擬機 控制結構區域 4丄1 8之配置且適當地存取該需要的資料， 所以該相容性係被達成。 方^苹此杂> u ^二只知例中，為了便利該虛擬機控制結構存取指 20 1273493 ^ 1 9，該虛擬監視器1 2 0係能夠被要求搁置 該處理器112用=構區域118)，以容置 分儲存哭；^機控制結構所f之所有或者部 ::允=:之這些實施例中，-個提供至處理器 構區域1 i 疑機1^視器1 20提供該虛擬機控制結 於-個實施例中，該位二:二::止至該處理器112。 係可以使用虛擬或者線性位：α貝體位址。其他實施例 ίΐ 1 1 〇 ^ ^ 。使用該指令而提供至該處 指二！ 址係於下文中稱為-個虛擬機控制結構 才曰‘裔。该指令係通知該虛 再 區域2 ? 4 > V ^ 1 1 2该虛擬機控制結構 器工]?軟 置。該新的指令係使一個可以被該處理 標哭所於一個或者一部分儲存器於由該虛擬機控制結構指 . θ不之该虛擬機控制結構區域1 1 8之中之产擬媸 控制結構成為主動的。 《之中之虛擬機 2 〇 ^ 知例係能夠提供—個允許該虛擬機監視器1 〇二見必須被保留用於一個虛擬機控制結構區 2; Γ:容量之機制。舉例而言，於英特爾奔騰“於 個模心… )之該處理器指令集結構之中，- 、孓％疋暫存器係能夠被設 控制結構區域之大… 〜 …而要之虛挺機 ^ ^ ^ 另一個貫施例係提供一個將該需要 構區域大小送回之指令。任何其他可使用 此方’、可以被使用於傳輸該資訊至該虛擬機監視器。以 理哭1每該需要之記憶體區域118之大小係能夠隨著處 。貝轭而改變，而不強迫該虛擬機監視器2 2 〇之重 21 1273493 新設計或者重新編輯。 舉例而a，假設一個第一處理器 愔駚Ί 1 βχ &叩而脊用於記 〇 6中之該虛擬機控制結構區域丄2 8 組。此項條件係被報告給該虛擬機 =::=監視…。係被寫…執二 口口之貝轭，使用上述之機制以決 被分西？用# #占i 夕少。匕^月豆1 1 6係 破刀配用於该虛擬機控制結構 哭夕杂a及女， 10 個弟二處理 :構二二、成現在需要1 2 8位元組用於虛擬機" ::錯存於記憶體116之中。寫入用於該 :」 =該虛擬機監視器12〇將正確地作用於該第二二 *因為其係將分配用於該虛擬機控：： 確的儲存器之容量。 再^丄1 8之正 擬機控制結構指標器係為主動的，該處理 1 2係月匕夠儲存所有或一 口口丄 虛擬機控制結構區域;18二之=擬f控制結構於該 儲存所有或者_部八 3者可替代的是’能夠 器1 1 2之才毒於駐η该處理 於該虛擬機控制.構1 可使用之位置之中（亦即， 娀$工f j、、Ό構快取記憶體 處理器1 1 2係能夠館存…二…）。此外’該 制結構區域118:^φ 、° 、狀恶貧訊於該虛擬機控 L A 1 1 8之中，或者於 言，該處理器1 i 。。上之貝源。舉例而 “列如，工3。，夠儲存暫時變數、與-個虛擬機 態、該虛擬機（例如，。:1 : 〇 )相關之微結構之狀 狀態之指示器及類似物”二140或者15〇)之該 虽该虛擬機控制結構指標器係為 22 1273493 二:：’軟體係不使用一般的記 虛擬機控制結構區域i 仔取忒 控制結構相關之。5亥項限制係確保與該虛擬機 ，… 虛擬機監視器1 2 0及該虛擬機（例如 130，“〇或者15〇)之操作的正確性。 :欠 们提供至處理器之指令係將快取於該處理器上之 貝源之任何虛擬機控制处 區域冓貝枓寫入至該虛擬機控制結構 U 1 δ之中，無效化於處理 料，且i隹^ ^ 〜吨廿-Y冬週當貧 :且進-步禁動該虛擬機控制結 係可以藉由舉例而古，脾加达 似只轭例 義之狀能并為以結構定義或者非結構定 義^心才曰示器寫入至該虛擬機控制結構區域之中，而伊 。己忒虛擬機控制結構為 ^ >月理處理器上之儲存器且 僅 構之處理哭上之狀〜“效化）该盒擬機控制結 D 令係於該虛擬機監視器1 2 〇 =止_動該虛擬機控制結構區域118之内容之前被 執仃。® —個虛擬機監視器工2 〇 結構區域i i 8時，以q ◦止圖私動该虛擬機控制 實施，因A兮個單—資料區塊移動而 器dt 控制結構格式係被維持且僅為該處理 ，貝J知。此外’該區塊移動係可能的，因為該严縣 機監視n #、知道該虛擬機控制 ^ 1 於此所敘述之機制而分配該記_) = = 根據 之個別元件係不需要對於該虛擬機監視| =結構 的。 优1 2 0為可辨識 ^於某些實施例中’一個特定於一個特定實施例之 係能夠允許該虛擬機監視器1 2 0辨識建立 心 %疋的虛擬 23 1273493 0係跪 機控制結構之處理器之實施。該虛擬機監視器 夠使用該處理器之辨識，以確認是否該虛擬機控制結構係 與另一個處理器之實施為相容的。於一個實施例中，辨識 兀係位於該虛擬機控制結構之該前4個位元組之中，且係 被報告至該虛擬機監視器1 2 0，舉例而言於一個模型特 定暫存器（Mode；l-Specific Register，MSR)或者透過任 何其他方法。於第一次使用一個虛擬機控制結構之前，該 虛擬機監視器1 2 〇係能夠被要求將該辨識元寫入至該虛 擬機控制結構中之該適當位置，I因而該虛擬機控制結構 區域1 1 8之該部分之該格式係能夠以結構方式定義。於 某些實施例中，其係期望所有實施係定義該虛擬機控制結 構區域1 1 8之相同的以結構定義之部分。 2 0將操 、、假如先前的實施例係已經留下最近定義的區域未被定 最近定義之區域係不干擾不明顯地使用其之虛擬機 :視态1 2 〇之操作，則其他實施例係能夠定義該虛擬機 、、、構區域1 1 8之新的以結構定義的部分。以此方式 任何被寫入用於這些實施例之虛擬機監視器 作於該最近的實施。 係包 於某些貫施例中，該提供至處理器之指令 含許多不同之指令： 7 •—個虛擬機控制結構載入指標器指令係具有一個記 二乍為一個運算元。該位址係為該處理器112能 =虛擬機控制結構之位置（例如，該虛擬機控制結 118之開始處）。與該位址相關之該虛擬機控制 24 1273493 、，、。構係藉由該指令而變成主動的。該指令亦允許 機控制結構相關且由該虛擬機控制結構所控制之1、個^:擬 機（例如，130，i 40或者15〇)之致動，個虛擬 許多不同的其他指令係於下文中 且使用 ^ 卜又中敘述。於一個實施例中， 该位址係為一個實體位址。苴 者線性的位址。 〃他A例係可以使用虛擬或 ”二機控制結構儲存指標器指令係儲存-個用 厂動的虛擬機控制結構區域工工8之指標器至— 如，於該處理器112之中）或者-個記憶體位 (例如，於該記憶體η6之中）；如此之儲存位置係 被提供作為—個對於該指令之運算元。 結構二===制結構讀μ令係讀取該虛擬機控制 成』分至-個暫存器之中（例如於處理器丄 :中）或者-個記憶體位置（例如，於該記憶體丄i 該虛擬機控制註,盖〜 °夕，數，包卜個指示將由 及由該虛擬機===之該虛擬機控制結構組成部分 部分之辨識元資料將被儲存之位置之組成 構之擬機控制結構寫入指令係將該虛擬機控制結 中,Γ部分由一個暫存器（例如於處理器"2之 )葡:個記憶體位置（例如，於該記憶體1 1 6之中 控制結構虛擬機控制結構讀取指令，一個虛擬機 部分辨識元之=係可以包含用於該虛擬機控制結構組成 '^元此外，其係可以包含一個敘述將被 25 1273493 入至該虛擬機控制結構之資料之 。… 者記憶體位置）之運嘗元 （例如，暫存器或 •一個虛擬機控制結構清除指八 制結構相關之所有處理器上儲存器I内Γ呆與該虛擬機控 機控制結構區域2 ^ 合係储存回该虛擬 ，且進一步移動 …、效化於處理器上之資源之資料 不使用運管开 心裔°该指令係能夠 便用運，兀而刼作，清除及禁動 控制結構指標器，戋者， 則主動的虛擬機 ,,κ , 者於一個替代實施例中，苴#可以 才木用一個運算元作為清除及移 Τ /、係了以 指標器。於—個實 π力所㈤之該虛擬機控制結構 传可以…個虛擬機控制結構清除指令 你了以猎由將一個為結構定 7 ^ ^ A 5 -ir ^ 4 、或者非結構定義的狀態指 不益寫入至该虛擬機控制結 結構為非主動的。 而標不該虛擬機控制 •最後，一個虛擬機控制結 虛機钍接Ί η η Ώ 選入‘ $係精由根據該 虛擬枝結構1 0 Q及該虛擬機控制結構之 處理器之狀態，而導致控制（ 固 梦石山斗 ★，一個虛擬機進入）轉 私至由该主動的虛擬機控制結構 )轉 ，1 3 0 ，1 4 0或1 5 〇 )。式本 、仍如 金士 ^ 次者’該指令係可以包含 與有將被輸入之該虛擬機控制結 之該位置）之引數。 私“（或者該指標器 上文所敘述之該提供給處理哭 ,^ …之心令1 1 9係僅代裘 一個貫施例，因為能夠提供許多 代表 τ夕不冋的或者替代的指令丄 1 9。舉例而言，於某些實施例 J中，该虛擬機控制έ士槿、、主 除指令係可以由處理器上之儲在、口鼻/月 砵存裔拷貝虛擬機控制結構資 26 1273493 料至該虛擬機控制結構區域χ丄8， 機控制結構指桿哭。、¥笞_ 而要禁動該虛擬 复a 异兀係能夠為明示的或者障含的。 其他指令1 1 9係能夠被設置成（ “的 9之變形）：作用於在該處理器二中=指令11 擬機控制結構指標器，及類似物。 〜冑的所有虛 如=習該項技術者可以瞭解，傳統的虛擬 以結構定義之形式。此係限制該處理 且 變該虛擬機控制社構之Aj έ 〇 以擴大或者改 戍缸制、、口構之大小、組織或者内容， 虛擬機控制結構之改變係需要該虛擬機監視器之實二:: 應的改變。此外，田炎& 、 ' 因為傳、、先的虛擬機監視器係使用一般的 :憶體讀取及寫入操作而存取傳統的虛擬機控制結構，兮 處理器之實施係在分配該虛擬機控制結構資料之儲存至^ 理器上之資源上具有較少之彈性。舉例而言，該處理器2 可能無法在虛擬機離開該虛擬機監視器期間快取該處理器 上之資源中之該虛擬機控制結構之某些部分，因為該處2 器在债測是否該虛擬機已經對於該記憶體中該虛擬機控制 結構之對應區域作修改係具有困難。此種對於處理器上之 貢源及記憶體中之虛擬機控制結構映像之間無法確定相符 係使得於執行在-虛擬機進入之前所需之錯誤及相符性檢 查變得複雜。 然而，在本發明之許多實施例中，虛擬機監視器1 2 0係不直接使用一般的記憶體讀取及寫入操作而存取該虛 擬機控制結構記憶體之映像，不使用一個用於記憶體丄 27 1273493 之預先定義之格式，且於執行時 之該虛擬機控制結構所需之儲存 6中之該虛擬機控制結構 決定用於記憶體1 1 6中 為大小。 丄入厂ο思 …μ τ叱，丨忍騷晋水 ^束缚及使用該提供給處理器之指令丄丄9係顯示於第2 /第2圖係顯示經過該虛擬機監視器中之許多活動之^ 虛擬餘制結構指標器之狀態。程序係開始於方塊2工^ 此時’係無主動的虛擬機控制結構指標器。於區塊 =所ί虛擬機監視器係衫該處理器提供該虛擬機控制 ::而…憶體區域之大小。如上文所述，此係可以藉 牛例m個指^之模型特定暫存器而被完成。 於方塊2 2 0巾’該虛擬機監視器係分配該所需之記 f思肢，該虛擬機控制結構指標器 ^ # ΛΑ ^ ^ …馮非主動的。雖然 接的、：式為’该記憶體區域於該實體記憶體之内係為鄰 妾’然而對於熟習該項技術者而言，此實施例係不需要 如此之條件。該虛擬機哭 載入扑卜扣八4 U猎由使用虛擬機控制結構 m 二供該虛擬機控制結構區域之該位址至 二=致動該_機控制結構’如上文所述（進入方 一4 °於此時點’該虛擬機控制結構指標器係稱為 一個工作的虛擬機控制 指標器為主動之後，：: 於該虛擬機控制結構 户擬機h 機監視器係可以使用該適當的 f且=構存取指令而讀取及寫入虛擬機控制結構之 示於第1圖之…及第2圖之2 3 2及23 。於這些讀取或者寫入操作之後，該虛擬機控制結構 28 1273493 指標器係維持主動的。 當該虛擬機監满哭 用該虛擬機進人之^心要允許該賓客執行時，其係使 進入方塊2 4 Ω、…以將該賓客載入至該機器之中（ 結構指標器係仍然為=擬;該虛擬機控制 虛擬機控制結構指# ^ & 作用為一個控制 該賓料行環22。’其係由該處心所使用，以決定 視器（由開發"，控制係返回至該虛擬機監 構係維持主動的，且塊2:〇)。該虛擬機控制結 構指標器；當適當時，=用為—個工作的虛擬機控制結 .^ "亥虛擬機監視器係能夠古眚敗另宦A 虛擬機控制結構域（技涵0 0 此〜取及寫入 K A 飞（則頭2 3 2及2 3 4 )，且#舎匕豹你 用该虛擬機監視哭谁Λ 入 係此夠使 24〇)。或者了”而再次進入該賓客（返回方塊 除指令而移動1 ·"亚挺機監視器係可以使用該虛擬機清 控制結構指標器係變成非動此'’該虛擬機 成非動的（返回狀態2 2 〇 )。 應注意的是，方、丰9 n 的序列，因爲兮係不受限於操作之任何特定 行’ 〜擬機監視器係可以於任何特定時間上執 订4多不同的操作 J ^ m 被機存取，料）。°，虛擬機讀取’虛擬機寫入，虛 處理哭之肉少y 此外，於利用方法2 0 〇之一個給定 心攻杰之内之任何特定眭 指標器或者許夕χ π 一個單一虛擬機控制結構 動的戋者非主=5的虛擬機控制結構指標器係能夠為主 J 者非主動的。於宜 a 結構係能夠於任何特定^貫施例中，複數個虛擬機控制 、$間於任何給定之處理器之内為主 29 1273493 動的。以此方式，—個牵 個虛挺機監視器係能夠於虛擬機之間 作切換，而不執行—個虛擬機控制結構清除指令，藉此改 進虛擬機之處理效率。 於個貝把例中個額外的提供至處理器之指令係 可=提供該虛擬機監視器詢問及獲得並行或者平行之能夠 於w間上之任何時點為主動的之虛擬機控制結構之能力。 其他實施例係能夠提供一個該虛擬機監視器可以讀取以， 得：資訊之模型特定暫存器。於-個替代實施例中，能： 為主自（且因而能夠舉例而言，於處理器上之資源中 被快取）@虛擬機控制結構指標器之數量係可能不是直接 由虛擬機監視器軟體所發 “現且當-個虛擬機監視器係致 〜处理态能夠儲存於處理哭次 檨於，哭炎夕 。口上之貝源之虛Μ機控制結 為多之虛擬機控制結構指標器時，該處理器之實 :自二Ϊ處理溢流之情況。於此情況下，該處理器係能 中之卢擬Γ適當的虛擬機控制結構資料至相關之記憶體 擬機控制結構區域。於某些實施例中，於許多上文 蒼π弟1圖所敘述之提供至處理 日日ΑΑ Α 的之私令之内係可能需要 月頒的虛擬機控制結構指標器之引數。 本發明之實施例係去除管理與 控制蛀椹次# &理處理為上及虛擬機 长=記憶體中之健存器相關之細節的軟體之需 之此’該虛擬機監視器係於較高層級之摘取下且於並 所管理每一個虛擬機。如上文參照第1及第2圖 制社構;^略係允許提供給處理器之該指令管理虛擬機控 存器之細節’使得虛擬執行係藉由增加或者修改 30 1273493 2提供給處理器之指令而更可被提供及最佳化地改 伸，：不改變現有之虛擬機監視器之軟體。 、 第3圖係為一個解析本一每 控制結構讀取/寫入it八 月之列中之虛擬機 控制，士禮m 曰令之使用之圖。該結構化的虛擬機 擬機監視器所使用；反而…：…、係非明顯地由該虛 機控制-構之紐… 擬機監視器係以該虛擬 : 二:組成部分辨識元、域大小及域之語意之知識 之式§又叶’而非以於記憶體中該虛擬機控制結構健存 係吉構的定義而作程式設計。當一個虛擬機監視哭 時…，^ =結構化的虛擬機控制結構3〇 5中之一個域 $ 個虛擬機控制結構讀取（或者如果適當的 口舌’虛擬機控制結構寫入； 讀取，以僅用於例示之目的之用\不虛擬機控制結構 制結構讀取指令3丄 固用於该虛擬機控 ，且#盔一〃 *數係為一個組成成分之辨識元 定義二7:識該虛擬機控制結構之組成成分之以結構 、φ 。畜適合於使用一個映射函數3 2 〇代f # =視器而存取該虛擬機控制結構之資料時，= 卢 組成成分之辨識元以映射至處理器上（例如，咳 控制結構快取記憶體3 2 2 )或者記憶體中之資源 (列如’该虛擬機控制結構區域3 2 4 )。假如儲存於咳 構區域或者虛擬機控制結構快取記憶體中： 貝枓係不為相結構定義之格式，則使用—個重新 之函數3 2 3而適當地重新格式化該資料以變成匹配： 兩個示範性的虛擬機控制結構存取指令係顯示於第3 31 1273493 圖之中。雖然這些範例皆係用於虛擬機控制結構讀取指令 ，但是對於虛擬機控制結構寫人指令而言，—個類似的活 動組係產生，如同下文關於第5圖作詳細敘述。

_，一個第一範例之虛擬機控制結構讀取指 令3 1 0係存取該GUESTJP組成成分，其係具有0x4 〇 3 2之以結構定義之編碼。該處理器之實施係、維護用於 μ、且成成刀之貝料於該虛擬機控制結構區域3 2 4之中， ’、係由該映射函數3 2 〇所確認。該處理器係使用一個記 憶體讀取操作3 3 Q而讀取由該虛擬機控制結構區域3 2 4而來之適當的組成成分資料。該讀取操作3 3 0係瞭解 該組成成分在該虛擬機控制結構區域3 2 4中之位置（再 次地;由該映射函數3 2 0所確認；於此範例中，其係設 :於4虛擬機控制結構區域中之偏移丄2。然％，該處理 為係將該資料值送回該虛擬機監視器（示為箭頭3 3丄） 一個第二範例之虛擬機控制結構讀取指令3 5 〇係存 取该VM—C0NTR0LS組成成分，其係具有〇 χ工〇 7 6之以 結構定義之編碼。該處理器之實施係維護該組成成分於該 虛擬機控制結構快取記憶體3 2 2之中（由該該映射函數 3 2 〇所確涊）。該處理器係存取該虛擬機控制結構快取 己U版3 2 2以恢復該資料。於此情況下，該資料係以一 種與該VM—CONTROLS組成成分之該結構的定義不匹配之形 式而儲存於處理器上（例如，該資料係儲存於處理器上作 為—個被記錄之8位元組物件，而VM—c〇NTR〇LS組成成分 32 1273493 域之結構的定義係為4位元組之物件）。於將資料送回至 該虛擬機監視器之前，該處理器係使用重新格式化函數^ 2 3而重新格式化該VM_⑶NTR〇LS資料，以匹配該域之社 構的定義。該重新格式化過的值（亦即，匹配該被請求: 組成成分之該結構的定義之值）係被送回至該虛擬機監視 器（示為箭頭3 2 6 )。 ^當一個虛擬機控制結構由記憶體被快取至處理器上之 資源時，使用這些虛擬機控制結構存取指令，管理每一個 由一個個別的虛擬機控制結構所辨識之一或多個虛擬機之 虛擬機監視器係不需要管理與一個虛擬機控制結構相關之 遠储存器。此外，該虛擬機監視器係不需要管理改變處理 益之實施例細節，諸如於記憶體或者於處理器上之資源中 之資料的格式化。因此，處理器發展者係可以改變或朴 改該虛擬機控制結構存取指令，以改進虛擬機之效能且延 伸虛擬機之能力，而無不利地影響現存虛擬機之掉作，然 =，當效率、可靠度、可比例化度或其他改進係被帶至： =機結構之新的實施方式時，現存之虛擬機監視器及虛 擬機係可以由如此之改變而獲得利益。 —第4圖係為-個根據本發明之—個實施例之用於執行 個虛擬機控制結構讀取指令之方法4 〇 〇之流程圖。於 方塊4 1 〇中’一個虛擬機控制結構讀取請求係由一 :機監視器接收而來。於方塊4 2 〇中，該虛擬機控制二 ί組成成分之辨識元係由該虛擬機控制結構讀取請求㈣ 件。該組成成分之辨識元係為-個辨識該虛擬機控制結構 33 1273493 之該期望之組成成分之以結構定義之常數。 …_於方塊4 3 〇中，一個處理器係檢查該組成成分之辨 ，’以確認是否與該組成成分之辨識元相關之該虛擬機 ::制結構組成成分係於記憶體之中。假如該虛擬機控制結 組成成分係儲存於記憶體之中，則該記憶體位置之該位 :止係於方塊4 4 0中被計算出’且於方塊4 5 〇中，：該 組j成分之辨識元相關之該虛擬機控制結構組成成分係被 取得。然而，假如該虛擬機控制結構組成成分係不健存於 δ己憶體之中，則於方塊4 6 〇中，該處理器係由處理器上 之儲存器取得與該組成成分相關之該虛擬機控制結構資料 二：方式’該處理器係使用該組成成分之辨識元，以映 =取凊求至該虛擬機控制結構組成成分之儲存器，而 不-係駐留於記憶體或者於處理器上之儲存器。 於方塊4 7 0中，一項檢杳在士 ,,e ^ ^ ^ ^查係由該處理器實施，以確 :;否=虛擬機控制結構資料送回至該虛擬機監視器 月』脱逢機控制結構貢料之一個重新格式化係 如該虛擬機控制結構資料係以 要假 馗細点&、八 □衣用於该虛擬機控制結 構:成成刀之以結構定義之資料袼式之格式而儲存㈣户 擬機控制結構區域之中或者於處理器上之資源之中：二 ，该虛擬機控制結構組成成分 ’、 德七Μ μ 你储存於一個不同於該以紝 構疋義之袼式之實施特定之資 、〇 〇 η , 、、σ式），然後，於方塊4 特個重新格式化函數係被存取，以轉料每施 特疋之虛擬機控制結構f料成為 、’、 式。假如該虛擬機控制結構資固“構疋義之資料格 、4係以用於該虛擬機控制結 34 1273493 構組成成分之該以結爐令 _ 義之貧料格式而儲存（於該飧 機控制結構區域之中或者声挪 仔（方…亥虛Μ 要產生對μ步-者處理器上之資源之中），則不需 I屋生對於該虛擬换批 ㈣彳：制結構請之重新格式化或者轉換 。取後，於方塊4 g 〇中，4占 遺虛擬機控制結構資料（現在 係為该以結構定義之資料 器。 貝竹钇式）係被迗回至該虛擬機監視 j5圖係為—個根據本發明之—個實施例之用於執行 —個虛擬機控制結構寫 丁 方塊505中，一個严理1: 法5 0 0之流程圖。於 处^係接收由一個虛擬機監視器而 來之一個虛擬機控制結構 ^ ^心- 稱冩入μ求。該處理器係取得該組 成成刀之辨識元作為古女宜 乍I亥寫入請求之運算元之-，如示於方 塊510之中。再去，於士& 戈不於方 〜 、 者於方塊515之中，該處理器係取 传期望被寫入至該卢掘嬙 /、 ，… L °亥虛擬機控制結構之寫入資料作為另一個 運异7L 0此項寫入資料将 址槿袓m 係為用於正被寫入之該虛擬機控制 、、，°構、成成分之以結構定義之資料格式。 於方塊5 2 〇中，一項檢查係被實施， =::構組成成一 存（於该虛擬機控制結構區域之中或者於處 里口口上之貝源之φ、 。^| lL . # ,ν ^ ,ν ^ ) 口此，假如該虛擬機控制結構區域 、負料才σ式儲存，則於方塊5 2 5中， 該資料之該適者的舌虹从』 ^ 0 τ 盘_格式化係被實施，使得該資料係為 與正被存取之兮走4¾地·Χ/Α» Α丨 施特定之〜 構組成成分相關之該適當實 化特疋之貝料袼式。資料被儲存之 定義之格式相同，式去m —茨以、.，。構 或者其係可以於大小及組織上不同。 35 1273493 其次，於方塊5 3 0中，另-項檢查係被實施，以確 認該虛擬機控制結構組成成分被該處王里器所儲存之位置。 使用該組成成分辨識元，該處理器係確認用於該虛擬機控 制結構組成成分之儲存係位於何處。假如該儲存位置係於 記憶體之令，則於方塊5 3 5中，該記憶體位址係被計算 ’且於方塊5 4 〇巾，該寫入資料係被寫入至該記憶體位 置。然而，假如該儲存位置係不於記憶體之中，則於方塊 5 4 5中’處理器上之儲存器的適#位置係被決定，且該

寫入資料係被寫人至該處理器上之儲存器。寫人至該儲存 1之該資㈣為該實施料的:請料，其係可以根據 考ϋ虛擬機控制結構組成成分、該處理器之實施及於 =些實施例中是否考量中之該組成成分係目前儲存於處理

裔上之資源或者於該虛擬機控制結構區域之中，而與該以 結構定義之格式相同或者不同。 μ X 使用於程序4〇〇及5〇〇中之用於確認一個特定虛

^ 4’控制結構組成成分之該儲存位置及用於確認是否該虛 =機控制結構係被該處理器以該結構定義之資料格式作儲 :之機制係為實施特定的。於—個實施例中，該處理器係 注：―：由該組成成分之辨識元所索引之查表。此外，應 為2的疋，假如複數個虛擬機控制結構指標器係可以同時 位、的則k些確認係可以根據哪一個虛擬機控制結構 “正被存取而而定。 方、閱碩及瞭解上文之揭示之後，^習該項技術者將可 μ解本發明可以於一個以電腦為基礎之系統中實施以實 36 1273493 行於此所揭示之方法之方式 執行於一個一般目的電腦系 (例如電路，專用邏輯電路 等）或者硬體及軟體之組合 。本發明可以使用軟體（諸如 統或者一個專用機器）、硬體 可轾式设計的邏輯，微碼等 十…八，π不性的而非 性的。於觀看上述敘述後， 汗夕其他的貫施例對於 y玄項技術者而言係明顯的。因此，本發明之實施例之

嚀係：照後附申請專利範圍及如此之申請專利範圍所賦 之均等物之全部範圍而定。 應強調的是，“發明摘要，，係被提供成符合3 7 • R·第1 · 7 2 ( b )，其係要求一個發明摘要將允許 ^取快速確認該技術之揭示之本質及要點。應瞭解的是: 其係不被使用於解釋或者限制申請專利範圍之範疇或意義 方、上文之貫施方式之中，許多特色係被一併群集在一 灵鼽例中，以用於揭示之流暢之目的。所揭示之方法係 不被解釋為意圖表現本發明之實施例係需要比每一個申請 0 專利範圍所明白敘述之特色還多之特色。反而是，如同^ 列申請專利範圍所反映，具有發明性之主題係處於比一個 早一揭示之實施例中之所有特色為少之情況。因此，下列 之申明專利範圍係於此被併入該實施方式，且每一個申請 專利圍係以自己代表為一個個別的示範性實施例。 【圖式簡單說明】 37 1273493 v )圖式部分 構之^圖係'為—個根據本發明之—個實施例的虛擬機結 虛擬為一個根據本發明之-個實施例的控制-個 廢擬枝之方法的流程圖； 第3圖係為一個根據本發明 制結構存取指令之圖； 貝施例之虛擬機控 個虛圖係為—個根據本發明之—個實施例之用於由一 控制結構讀取資料之方法的流程圖； 一個根據本發明之一個實施例之用於將資 寫入至-個虛擬機控制結構之方法的流程圖。 (二）元件代表符號 L 〇 〇 虛擬機結構 L1° 基本硬體平臺 • 1 2 處理器

1 4 0 及 1 5 〇 1 6 0 及 1 7 〇 1 6 2 及 1 7 2

虛擬機控制結構快取記憶體 揮毛性及/或非揮發性的記憶體 虛擬機控制結構區域 虛擬機控制結構存取指令 虛擬機監視器 虛擬機 作業系統 應用 38 1273493

3 0 5 結 構 化 的 虛 擬機 控 制結 構 格式 3 1 〇 虛 擬 機 控 制 結構 讀 取指 令 3 2 〇 映 射 函 數 3 2 2 虛 擬 機 控 制 結構 快 取記 憶 體 3 2 3 重 新格式 化 之函 數 3 2 4 虛 擬 機 控 制 結構 區 域 3 2 6 箭 頭 3 3 0 記 憶 體 讀 取操作 3 3 1 刖 頭 3 5 〇 虛 擬 機 控 制 結構 讀 取指 令

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Claims (1)

1273493 拾、申請專利範圍： 1 · 一種致動虛擬機控制結構（Virtuai Machine Control Structure，VMCS )之方法，其係包含下列步驟 藉由一個虛擬機監視器（Virtual Machine Monitor， VMM )而決定用於一個虛擬機控制結構所需之儲存器大小 ;及 ……工 Ί思货豆匪與之指標器 ’ δ亥5己^思體區域係曼偽田士入》X. /、用於该虛擬機控制結構所需之儲 存器大小一樣大。 2如巾5月專利範圍第1項之致動虛擬機控制結構之 大:、之：二於決定用於該虛擬機控制結構所需之儲存器 八J之步驟中，該所豐 用於包含兮卢擬媸i s存益大小係藉由實施至少一個 暫存器之讀取指令及執行―：二=大小之處理器之 之儲存器大小之指令而決\供该虛擬機控制結構所需 3 ·如申請專利範圍第1 方法，其中，於提 ' 致動虛擬機控制結構之 掉哭之牛 、/、Μ处理器該指引至該記_ I# ρ Μ I态之步驟中，該指 Μ心月且£域之指 指標器載入指令而猎由執行-個虛擬機控制結構 方法4其利範圍第3項之致動虛擬機控制.構之 步驟中，咳严朽她4 &制'‘、D構指標器载入沪八+ ”亥虛擬機控制結構 戰八丸令之 W到至少盥用於兮南 裔载入指令係包含一個扣 /、用表该虛擬機控制結 匕3個指 構所需之儲存器大小—樣 40 1273493 大之記憶體區域的指標器位址作為—個運曾_ 係相於該雇擬機控制結構指標器載A#tr凡’该運算元 運算元或者用於該虛擬機控二之-個明白的 隱含的運算元兩者之至少一個。裁入指令之—個 5如申請專利範圍第1項之致動虛擬趟 方法，其係進一步包含於接 '二制結構之 r丄 3於美供该處理器該指引5兮， 區=指標器之步驟之前，分配該記憶體區域己憶體 步驟：.-㈣取虛嶋賺構川，其係包含下列 藉由一個虛擬機監視器而執行— 取指令；及 個虛擬機控制結構存 藉=個處理器使用與該虛擬機控制結構存取指令相 : ㈣擬機㈣結構組成成分_元 機控制結構組成成分。 们虛擬 方去7甘如申請專利範圍第6項之存取虛擬機控制結構之 機控制二二S3纽機控制結構之步驟中，該虛擬 :、、，構組成成分辨識元係為用於該虛擬機控制結構存 "之-個明白的運算元或者用於該虛擬機控制結構存 扎令之一個隱含的運算元兩者之至少一個。 、8如申e月專利範圍第6項之存取虛擬機控制結構之 ^法’其中’於存取該虛擬機控制結構之步驟中，該虛擬 機才工制結構存取指令係為由該虛擬機控制結構組成成分而 來之-個讀取指令及一個至該虛擬機控制結構组成成分之 —個寫入指令兩者之至少一個。 41 1273493 9 如申睛專利筋iti楚β τ® — 士 太本甘Α 乾圍弟8項之存取虛擬機控制結構之 中:執行該虛擬機控制結構存取指令之步驟之 "冓結構存取指令係為-個至該虛擬機控制 結構組成成分之耷A # ~入.Π ^ 9々，且該虛擬機控制結構存取指令 係包含-個寫入資料值作為一個運算元。 之方二申請專利範圍第9項之存取虛擬機控制結構 之/’ 於執行該虛擬機控制結構存取指令之步驟 之中，該寫入資料值係為以結構定義之資料格式。 1 ·如中請專利範圍第9項之存取虛擬機控制結構 控制結構組成成分之中寫Μ料值寫入至該虛擬機 1 2 .如申.請專利範圍第6項之存取虛擬機控制結構 之方法，其係進一步包含下列步驟·· 確認該虛擬機控制結構組成成分辨識元係與駐留於記 fe體中之該虛擬機控制結構組成成分相關，· 八f ^ ^於Z ^體中之該虛擬機控制結構組成成 为之一個記憶體位置；及 存取駐留於記憶體中之該虛擬機控制結構組成成分。 1 3 ’如申請專利範圍第6項之存取虛擬機控制結構 之方法，其係進一步包含下列步驟·· π確認該虛擬機控制結構組成成分辨識元係與駐留於處 理器上之儲存器中之該虛擬機控制結構組成成分相關；及 存取駐留於處理器上之储存器中之該虛擬機控制結構 、組成成分。 42 1273493 之方、i4二申請專利範圍第6項之存取虛擬機控制結構 Γ二 執行該虛擬機控制結構存取指令之㈣ 中，該虛擬機控制結構存取 7心驟 組成成分而來之—個讀取指♦，=由=機控制結構 控制結構組成成分之步驟中 ：：取忒虛擬機 ^ , ，、係進一步包含讀取盥該卢 ==制結構組成成分相關之資料且將與該虛擬機控^ 構相關之該貧料送回至該虛擬機監視ϋ。 構之申請專利範圍第“項之存取虛擬機控制結 構之方法’其中’於將與該虛擬機控制結構相關之該資料 达回至邊虛擬機監視器之步驟中，將該資料送回係包含： 重新格式化與該虛擬機控制結構組成成分相關之資料以匹 :―個用於虛擬機控制結構組成成分之以結構定義之資料 。式’產生-個返回資料值及將該返回資料值送回至該虛 擬機監視器。 丄匕.如申請專利範圍第i 4項之存取虛擬機控制結 構之方法，其中，於將與該虛擬機控制結構相關之該資料 延回至該虛擬機監視器之步驟中，該資料係為一個與用於暑 虛擬機控制結構之以結構定義之t料格式相同之格式及— 個與用於虛擬機控制結構之以結構定義之資料格式不相同 之格式兩者之至少一個之格式。 1 7 .如申請專利範圍第i 6項之存取虛擬機控制結 構之方法，其係進一步包含： 处重新格式化該寫入資料，以匹配一個用於虛擬機控制 結構組成成分之實施特定之資料格式’而造成一個重新格 43 1273493 式化之寫入資料值；及 將該重新格式仆夕皆、_ 之寫入貧料值寫入至該虛擬機控制結 構組成成分之中。 1 8 ·如巾請專利範圍第1 7項之存取纽機控制結 去’、中⑨重新格式化該寫入資料之步驟中，兮 :於該虛擬機控制結構組成成分之實施特定之資料格式： 為-個與用於虛擬機控制結構組成成分之以結構定義之資 ;斗才。式相同之格式及—個與用於虛擬機控制結構組成成分 :以結構定義之資料格式不相同之格式兩者 袼式。 < … 裡施揿機控制系統，其係包含： :個虛擬機監視器’其係藉由存取至少—個虛擬賴 構而控制至少-個虛擬機…，該至少-個虛擬 之母-個係由該至少一個虛擬機控制結構所控制； ㈣=理器，其係存取-個健存器，該儲存器係包 /、垓虛擬機控制結構相關之儲存位置，·且

其中，該虛擬機監韻哭在M m上 八 視°。係使用虛擬機控制結構存取 ▽从存取該些虛擬機控制結構之每一個。 2 〇 ·如申請專利節圖筮 I 弟1 9項之虛擬機控制系统 ^中，該儲存器係包含一個卞严雕 记丨思肢及一個快取記憶體兩 <至少一個。 9項之虛擬機控制系統， 個由該處理器所使用之虛 ，以於該些正被存取之虛 2 1 ·如申請專利範圍第工 其中，每一個存取指令係包含一 擬機控制結構組成成分之辨識元 44 1273493 擬機控制結構組成成分 成分相關之一個儲存位 擬機控制結構之一之内確認一個虛 ，及確認與該虛擬機控制結構組成 置。 2 2 · —種包含具有相關指令之機器可存取媒體之物 件，其中，當該些指令被存取時，係造成一個包含至少一 個組成成分之機器實施下列步驟： 辨識與-個由一個虛擬機監視器接收而來之存取指令 相關之一個儲存位置； 曰·" 崔〜由4虛擬機監視器接收而來之存取指令之形式； 確認與滿足該存取指令之資料相關之資料格式；及 m貧料係不為—個以結構定義之資料格式 處理該存取指a夕义 ' 義之資料格1 …新格式化該資料成為該以結構定 之機【二如申請專利範圍第2 2項之包含具有相關指令 之U存取媒體之物件，I中，於辨識 取指令係包含-個組成成分之辨識元。 4存 之機二如申請專利範圍第2 2項之包含具有相關指令 :+取媒體之物件，其中，於辨識之步驟中， 至為位於將該虛擬機監視器存取指令映射 '、、' ;固处理器或者一個記憶體之中之至少一個@ γ 位置。 ^ 個储存 2 5 .如申請專利範項之 之機器可存取媒”有相關指令 存取媒體之物件，纟中，於確認存取 驟中，辞4 U ^ ^形式係結合一個讀取指令及—個寫入指令兩 45 1273493 者之至少一個。 拾壹、圖式： 如次頁

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