计算机以及基于管理程序的资源调度方法技术

除了管理程序以外，在计算机上运行简易管理程序。在简易管理程序上，在管理程序故障时也想要保证动作持续的客户机操作系统进行动作，在管理程序上，除此以外的客户机操作系统进行动作。管理程序进行资源调度，即决定对各客户机操作系统分配或回收的资源，对于想要保证动作持续的客户机操作系统，由简易管理程序代替管理程序来执行资源的分配或回收。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及一种基于管理程序(hypervisor)的资源调度。
技术介绍
已知一种使用管理程序使多个客户机操作系统进行动作的计算机。在这种计算机中，使用管理程序中的动态资源调度功能，根据负载来调节向各客户机操作系统分配的资源量。作为资源，一般为物理存储器和物理CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)。另外，还存在在同一壳体上共存多个客户机操作系统的计算机。根据应用这种计算机的用途，必须保证高可用性。这种用途的一例为关键任务的用途。管理程序为具有很多功能的机构(典型的是计算机程序，但也可以是安装了计算机程序的硬件电路)，因此，难以将管理程序的可用性提高至能够应用于关键任务的用途的水平。因此，面向关键任务的计算机通常无法搭载管理程序。作为基于管理程序的资源调度方法，已知非专利文献1所记载的方法。根据该方法，管理程序所具有的CPU调度器(资源调度器的一例)进行与OS(Operating System：操作系统)的CPU调度器相同的动作。管理程序提供虚拟的执行环境(虚拟计算机)，将在各虚拟计算机的虚拟CPU上进行动作的客户机操作系统的处理作为过程(process)而进行处理。而且，决定CPU调度器在物理CPU上对哪个客户机操作系统(过程)进行调度。并且，管理程序还执行物理CPU上的执行上下文的切换处理(资源的分派/抢占处理)。现有技术文献非专利文献1：VMware Inc.,”The CPU scheduler in VMware vSphere 5.1”,VMware technical white paper,2013.专利
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述方法中，在管理程序发生故障的情况下，所有客户机操作系统的动作不能持续。这是因为，由于管理程序故障，不能执行向客户机操作系统的资源的分派/抢占处理(分配/回收处理)。所有客户机操作系统无法使用动作所需的资源(CPU、存储器等)，从而动作不能持续。用于解决课题的手段除了管理程序以外，使简易管理程序在计算机上运行。管理程序具有：包含一个以上的物理存储器和多个物理CPU的多个资源的仿真功能以及资源调度(对各客户机操作系统决定进行分配或回收的资源)的功能，但是简易管理程序具有以下代理功能：代替管理程序进行针对客户机操作系统的资源分配或资源回收。在简易管理程序上，第一客户机操作系统(例如，在管理程序故障时也想保证持续动作的客户机操作系统)进行动作，在管理程序上，第二客户机操作系统(第一客户机操作系统以外的客户机操作系统)进行动作。管理程序进行资源调度，简易管理程序代替管理程序对第一客户机操作系统执行资源的分配或回收。专利技术的效果即使管理程序发生故障也能够保证第一客户机操作系统持续动作。附图说明图1是在本专利技术的实施方式中设想的系统结构。图2是在本专利技术的实施例中设想的硬件结构。图3是分派/抢占请求日志的数据结构。图4是CPU分配状态的数据结构。图5是存储器分配状态的数据结构。图6是管理程序上下文保存区域的数据结构。图7是管理程序代理上下文保存区域的数据结构。图8是表示在分派/抢占处理时使用的代码区域和堆栈区域的配置的图。图9是地址变换表的数据结构。图10是CPU使用履历管理表的数据结构。图11是存储器使用履历管理表(1001)的数据结构。图12是CPU调度器的动作流程(定期启动时)。图13是CPU调度器的动作流程(从CPU分派代理开始的捕获返回时)。图14是CPU分派代理和第一客户机操作系统CPU调度器的动作流程(分派请求时)。图15是CPU分派代理和第一客户机操作系统CPU调度器的动作流程(抢占请求时)。图16是存储器调度器的动作流程。图17是存储器分派代理和第一客户机操作系统存储器调度器的动作流程。图18是特权命令执行部和无状态CPU仿真器的动作流程。图19是再启动控制的动作流程(定期启动时)。图20是再启动控制的动作流程(再启动时)。具体实施方式以下，说明一实施方式。此外，在以下说明中，通过“kkk表”的表达说明信息，但是信息也可以通过表以外的数据结构来表达。为了表示不依赖于数据结构，能够将“kkk表”称为“kkk信息”。另外，在以下说明中，有时将“程序”作为主语来说明处理，但是程序通过物理CPU来执行，由此适当地使用存储资源(例如存储器)和/或通信接口设备(例如通信端口)来进行所决定的处理，因此也可以将处理的主语设为物理CPU。相反，能够解释为通过执行一个以上的程序来进行物理CPU成为主语的处理。另外，物理CPU可以包含用于进行处理器所进行的部分或全部处理的的硬件电路，也可以是指多核处理器的各核。计算机程序可以从程序源码安装于各计算机中。程序源码例如也可以是程序分发服务器或存储介质。图1表示实施方式的概要。计算机201具有多个资源(物理资源)，该多个资源包含多个物理CPU(111)和物理存储器(112)和(113)。物理存储器(112)为第一物理存储区域的一例，物理存储器(113)为第二物理存储区域的一例。物理存储器(112)和(113)也可以是从一体的物理存储器的存储区域中确保的多个存储区域。在计算机201中，除了管理程序(101)以外还存在管理程序代理(102)，提
供虚拟计算机环境。管理程序代理(102)为简易管理程序的一例。在管理程序代理(102)所提供的虚拟计算机上，第一客户机操作系统(103)进行运行，在管理程序(101)所提供的虚拟计算机上，第二客户机操作系统(104)进行运行。对第一客户机操作系统(103)和第二客户机操作系统(104)中的各个客户机操作系统进行动态地对资源进行分配或回收的资源调度。在本实施方式中，作为动态地分配或回收的资源，存在物理CPU和存储区域(在本实施方式中还称为“页”)。在管理程序代理(102)的动作中使用的资源可以只是多个资源中的第一客户机操作系统(103)能够使用(管理程序(101)不使用)的资源。管理程序代理(102)能够通过更新地址变换表(134)来进行存储器虚拟化，其中，地址变换表表示从客户机操作系统指定的逻辑地址(在本实施方式中客户机物理页编号)以及与该逻辑地址对应的物理地址(在本实施方式中主机物理页编号)之间的对应。由此，能够控制第一客户机操作系统(103)可访问的存储区域(页)。地址变换表(134)例如可以是EPT(扩展页表)或DWAR(DMA(Direct MemoryAccess)Remapping：直接存储器访问重映射)表。决定资源调度的是管理程序(101)，但是对第一客户机操作系统(103)的资源分配或资源回收，由管理程序代理(102)代替管理程序来执行。管理程序(101)通过向非易失性区域(非易失性存储区域)(114)写入资源的分派/抢占(分配/回收)请求发布来进行该请求发布。管理程序代理(102)从非易失性区域(114)读出该请求，按该请求执行处理。也可以采用易失性的存储区域来代替非易失性区域(114)。另外，非易失性区域(114)也可以存在于计算机(201)外(参照图2)。如果请求为CPU的分派请求，则将分派对象的物理CPU的上下文从管理程序(101)切换到管理程序代理(102)，在该物理CPU上管理程序代理(102)进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机，其特征在于，具有多个资源，该多个资源包含一个以上的物理存储器和多个物理CPU，其中，CPU为中央处理单元，上述多个物理CPU执行管理程序、简易管理程序、第一客户机操作系统以及第二客户机操作系统，在上述多个资源中，上述管理程序使用的资源与上述简易管理程序使用的资源不同，上述一个以上的物理存储器具有上述管理程序不使用的第一物理存储区域以及上述管理程序使用的第二物理存储区域，基于上述第一物理存储区域，在上述简易管理程序上执行上述第一客户机操作系统，基于上述第二物理存储区域，在上述管理程序上执行上述第二客户机操作系统，上述管理程序具有将上述多个资源虚拟化为多个虚拟资源的功能即仿真功能以及对于上述第一客户机操作系统和第二客户机操作系统中的各个客户机操作系统决定动态地分配或回收的资源的功能即资源调度功能，上述简易管理程序具有以下的调度代理功能：代替上述管理程序按照上述管理程序的上述资源调度功能进行针对上述第一客户机操作系统的资源分配或资源回收，上述管理程序发布与资源的分配或回收有关的请求，上述简易管理程序取得上述请求，按照上述请求来执行处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算机，其特征在于，具有多个资源，该多个资源包含一个以上的物理存储器和多个物理CPU，其中，CPU为中央处理单元，上述多个物理CPU执行管理程序、简易管理程序、第一客户机操作系统以及第二客户机操作系统，在上述多个资源中，上述管理程序使用的资源与上述简易管理程序使用的资源不同，上述一个以上的物理存储器具有上述管理程序不使用的第一物理存储区域以及上述管理程序使用的第二物理存储区域，基于上述第一物理存储区域，在上述简易管理程序上执行上述第一客户机操作系统，基于上述第二物理存储区域，在上述管理程序上执行上述第二客户机操作系统，上述管理程序具有将上述多个资源虚拟化为多个虚拟资源的功能即仿真功能以及对于上述第一客户机操作系统和第二客户机操作系统中的各个客户机操作系统决定动态地分配或回收的资源的功能即资源调度功能，上述简易管理程序具有以下的调度代理功能：代替上述管理程序按照上述管理程序的上述资源调度功能进行针对上述第一客户机操作系统的资源分配或资源回收，上述管理程序发布与资源的分配或回收有关的请求，上述简易管理程序取得上述请求，按照上述请求来执行处理。2.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于，将上述请求写入存储区域中，上述简易管理程序从上述存储区域取得上述请求。3.根据权利要求2所述的计算机，其特征在于，与执行上述管理程序的第一物理CPU不同的第二物理CPU执行上述简易管理程序，上述请求的发布是捕获命令的发布或对上述第二物理CPU的中断的通知。4.根据权利要求2所述的计算机，其特征在于，上述存储区域是存储请求日志信息的非易失性区域，将上述请求作为日志追加到上述请求日志信息中，上述简易管理程序基于按照上述请求执行处理，对上述请求日志信息内的上述日志进行更新。5.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于，在上述请求为CPU分配请求的情况下，上述简易管理程序在分配对象的物理CPU上开始动作，并向上述第一客户机操作系统通知能够使用上述分配对象的移动CPU，在上述请求为CPU回收请求的情况下，上述简易管理程序向上述第一客户机操作系统通知已向上述第一客户机操作系统分配的物理CPU中的回收对象的物理CPU，并停止上述回收对象的物理CPU上的动作。6.根据权利要求5所述的计算机，其特征在于，上述CPU分配请求的发布是捕获命令的发布，上述CPU回收请求的发布是针对不能使用的上述物理CPU的中断通知。7.根据权利要求1所述的计算机，其特征在于，在上述请求为存储器分配请求的情况下，上述简易管理程序对地址变换信息进行更新，从而能够从上述第一客户机操作系统对上述一个以上的物理存储器中的分配对象的存储区域进行存取，并向上述第一客户机操作系统通知能够使用上述分配对象的存储区域，其中，上述地址变换信息表示从上述第一客户机操作系统指定的逻辑地址即客户机地址与上述一个以上的物理存储器中的存储区域的物理地址即主机地址的对应，在上述请求为存储器回收请求的情况下，上述简易管理程序向上述第一客户机操作系统通知已向上述第一客户机操作系统分配的存储区域中的不能使用的存储区域，并且对上述地址变换表进行更新从而无法从上述第一客户机操作系统对上述不能使用的存储区域进行存取。8.根据权利要求4所述的计算机，其特征在于，上述请求日志信息内的各日志包含按照与该日志对应的请求的处理的进度状况，上述非易失性区域还存储表示上述多个资源的分配状态的分配状态信息，上述管理程序在已再启动的情况下...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内理，田岛幸惠，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP