[發明專利]一種基于共享內存實現多進程共享GPU的方法

有效

• 申請號: 201110262389.3
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102323917A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 杜云飛;楊燦群;易會戰;王鋒;黃春;趙克佳;陳娟;李春江;左克;彭林
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F15/167
• 分類號: G06F15/167;G06F9/50
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 郭敏

1.一種基于共享內存實現多進程共享GPU的方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、啟動GPU服務端，GPU服務端使用系統調用sigaction為每個用戶信號設置不同的信號處理函數，用戶信號指GPU客戶端請求GPU加速計算的信號，信號處理函數是SPMD即單程序多數據程序中的GPU計算過程，即利用GPU進行加速的計算過程；

第二步、GPU服務端定義一個信號集合sigusrset，清空sigusrset集合，將設置了信號處理函數的用戶信號添加到sigusrset信號集合中；

第三步、GPU服務端檢查操作系統的信號隊列中有是否存在未處理的用戶信號，如果不存在，GPU服務端執行第四步，否則GPU服務端執行第八步；

第四步、GPU服務端等待從GPU客戶端發來的sigusrset信號集合中的用戶信號，如果沒有用戶信號到來，GPU服務端一直等待；否則，GPU服務端執行第八步；

第五步、啟動所有的GPU客戶端，每個GPU客戶端在計算結點的內存中分配一塊共享內存空間，共享內存空間的標識是GPU客戶端的進程號pid，并使用系統調用shmat將共享內存空間關聯到GPU客戶端的地址空間，使GPU客戶端可以訪問共享內存；

第六步、GPU客戶端執行其計算任務，當所有的GPU客戶端進入利用GPU加速的計算過程時，將計算過程的數據寫入共享內存空間，設置共享內存空間中的計算完成標識finished為0；

第七步、所有的GPU客戶端發送用戶信號，請求GPU服務端的GPU加速過程，發送的用戶信號中包含GPU客戶端進程號pid信息，GPU客戶端跳轉到第十一步；

第八步、GPU服務端被首先到達的用戶信號喚醒，GPU服務端將標識為pid的共享內存空間關聯到GPU服務端的地址空間，使GPU服務端可以訪問這塊內存空間的數據；

第九步、GPU服務端調用到達用戶信號的信號處理函數，執行GPU加速計算過程，未被響應的其它GPU客戶端的用戶信號在操作系統的信號隊列中排隊；

第十步，GPU服務端將計算結果寫回標識為pid的共享內存空間，設置這個共享內存空間中的計算完成標識finished為1，并釋放對此共享內存空間的關聯，GPU服務端跳轉到第三步；

第十一步，每個GPU客戶端判斷自己的共享內存空間中的計算完成標識finished是否為1，如果不為1，表明GPU加速過程未結束，GPU客戶端等待GPU服務端將finished設置為1，同時，GPU客戶端執行其CPU的計算任務；若為1，表明GPU加速過程已結束，GPU客戶端執行第十二步；

第十二步，每個GPU客戶端繼續運行其計算任務，如其計算任務已完成，則GPU客戶端刪除自己的共享內存空間，結束運行；否則，GPU客戶端跳轉到第六步。