[發明專利]對在虛擬化系統中的共享寄存器的排他訪問

有效

• 申請號: 201610919623.8
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107977251B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 劉凌飛;王曉偉;杰弗里·G·程;蔣一楠;格蘭特·廣文·楊;凱莉·齊塔魯克
• 申請（專利權）人: 超威半導體（上海）有限公司;ATI科技無限責任公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠;邱曉敏

背景

相關技術的描述

計算機資源的虛擬化允許在不同的虛擬機(VM)之間的主機系統的物理資源的共享，虛擬機是物理計算資源的軟件抽象。主機系統將它的某個數量的物理資源分配到每個VM，使得每個VM能夠使用所分配的資源來執行應用，包括操作系統(被稱為“客戶操作系統”)。虛擬化技術使系統管理員能夠將物理資源移動到虛擬域內。例如，物理主機系統可包括物理設備(諸如圖形卡、存儲器存儲設備或網絡接口設備)，其當被虛擬化時包括在主機系統上執行的每個VM的相應的虛擬功能(VF)。因此，VF提供用于在物理設備和虛擬機之間發送并接收數據的渠道。

附圖簡述

圖1是根據一些實施方案的用于托管虛擬機和虛擬功能的系統的方框圖。

圖2是示出根據一些實施方案的主機系統的實施方案的方框圖。

圖3是示出根據一些實施方案的在虛擬功能之間的世界切換的圖。

圖4是示出根據一些實施方案的用于準予對GPU寄存器的排他訪問以進行VF初始化的示例方法的流程圖。

詳細描述

圖1-4示出技術，其用于準予對在輸入/輸出設備諸如GPU上的寄存器的訪問，用于初始化新虛擬功能(VF)并防止已經初始化的VF被診斷為掛起的，從而避免已經初始化的VF的不必要的重置。在一些實施方案中，將用于請求新VF的初始化的請求從新VF發送到物理功能。控制物理功能和新VF建立使用獲取-釋放協議來開始并結束VF對GPU中的硬件寄存器的排他訪問的雙向通信通道。物理功能使用定時控制來監控由新VF進行的排他寄存器訪問，并確保排他訪問在預先確定時間段內完成。在排他訪問的預先確定時間段期間，GPU寄存器基址范圍打開以允許VF直接通過(即無需中介驅動器或寄存器管理器而進行訪問)到達GPU寄存器。進入的新VF只被準予預先確定時間段的排他訪問以完成它的初始化過程。如果排他訪問時期超時，則控制物理功能有終止VF的選擇，以便防止延長的GPU停轉。在一些實施方案中，在新虛擬功能完成初始化之后，GPU調度器觸發在以經完成初始化的所有已經活動的VF(例如，以前初始化的VF)之間的世界切換，使得每個VF被分配GPU時間以處理任何累積命令。允許以前初始化的VF處理累積命令并執行已經調度的計算任務幫助防止VF被標記為不活動的或掛起的，從而避免VF的不必要的重置。

圖1是根據一些實施方案的用于托管虛擬機和虛擬功能的處理系統100的方框圖。系統100包括在主機系統上的存儲器104中配置的多個虛擬機(VM)102。與VM 102共享來自主機系統的物理設備的資源。資源可包括(例如)來自GPU 106的圖形處理器資源、來自CPU的中央處理單元資源、來自存儲器的存儲器資源、來自網絡接口控制器的網絡接口資源等。VM 102使用資源對各種數據(例如,視頻數據、圖像數據、文本數據、音頻數據、顯示數據、外圍設備數據等)執行操作。在一個實施方案中，主機系統包括在VM 102當中被分配并被共享的多個資源。

處理系統100還包括被配置在存儲器104中并管理VM 102的實例的管理程序108。管理程序108也被稱為虛擬化管理器或虛擬機管理器(VMM)。管理程序108控制在VM 102和各種物理硬件設備諸如GPU 106之間的交互作用。管理程序108包括用于管理硬件資源的軟件組件和用于虛擬化或仿真物理設備以提供如在本文對每個虛擬機102進一步描述的虛擬設備(諸如虛擬磁盤、虛擬處理器、虛擬網絡接口或虛擬GPU)的軟件組件。在一個實施方案中，每個虛擬機102是物理計算機系統的抽象，并可包括操作系統(OS)，諸如可分別被稱為客戶OS和客戶應用的Microsoft和應用，其中術語“客戶”指示它是存在于VM內的軟件實體。

VM 102通常被例示，意味著為每個VM 102創建單獨的實例。雖然示出兩個虛擬機(例如，VM(1)和VM(2))，本領域中的普通技術人員將認識到，主機系統可支持任何數量N的虛擬機。如所示，管理程序108提供兩個虛擬機VM(1)和VM(2)，每個客戶虛擬機102提供虛擬環境，其中客戶系統軟件存在并操作。客戶系統軟件包括一般在客戶OS的控制下的應用軟件和VF設備驅動器110。