[发明专利]管理程序移除

说明书

本申请涉及管理程序移除。一种计算机系统包括：多个操作系统，每个操作系统包括GPU驱动程序；图形处理单元(GPU)，该图形处理单元包括用于控制在图形处理单元处的任务的执行的GPU固件，以及针对每个操作系统的固件状态寄存器和OS状态寄存器，该固件状态寄存器可由GPU固件修改且指示GPU固件是否在线，该OS状态寄存器可由相应操作系统的GPU驱动程序修改并指示GPU驱动程序是否在线；以及存储器管理单元，被配置成介导对GPU的寄存器的访问，使得每个操作系统都可以访问其各自的寄存器，但不可访问其它操作系统的寄存器。

背景技术

本公开涉及支持布置成使用公共图形处理单元的多个操作系统的计算机系统，并且涉及在不需要管理程序的情况下在此类系统的图形处理单元处启动和处理任务的方法。

计算机系统通常包括软件过程执行所在的中央处理单元(CPU)，以及由软件过程向其提交图形处理任务的图形处理单元(GPU)。GPU具有高度并行的结构，该结构非常适合执行诸如纹理映射和渲染多边形的图形操作。GPU还越来越多地用于受益于并行架构的其它类型的任务，例如张量计算、神经网络计算、流处理和矢量处理。

现代计算机系统通常支持由管理程序(或虚拟机管理器，VMM)监督的若干虚拟机(VM)的执行，所述管理程序控制每个VM对硬件的访问并且负责实施系统中的安全。此类虚拟化系统使得软件能够在独立软件域(VM)中的常见硬件上运行。在完全虚拟化架构中，管理程序对底层硬件进行抽象化，使得虚拟机可以是未意识到其虚拟化的未经修改的操作系统。

与非虚拟化系统相比，管理程序的使用引入了额外处理开销，其形式为往返于管理程序和/或上下文切换的额外调用，这可能会影响系统的性能。为了解决一些性能问题，可以使用准虚拟化方法，其中虚拟机适配于虚拟化架构并与管理程序交互以改进性能。然而，管理程序仍可能出现瓶颈，特别是在管理程序介导若干虚拟机访问常见硬件资源(例如，GPU)的情况下。

英国专利申请GB2545170A描述了一种准虚拟化方法，其中由管理程序给每个VM分配标识符，所述标识符用于标记系统总线上每个VM的GPU事务。这允许部分地由硬件存储器管理单元而非管理程序来介导VM对GPU的访问，使得一些事务可以由VM直接提交给GPU。

发明内容

提供本发明内容是为了介绍在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

提供了一种计算机系统，包括：

多个操作系统，每个操作系统包括GPU驱动程序；

图形处理单元(GPU)，所述图形处理单元包括用于控制在所述图形处理单元处的任务的执行的GPU固件，以及针对每个操作系统的：

固件状态寄存器，所述固件状态寄存器可由所述GPU固件修改并且指示所述GPU固件是否在线；和

OS状态寄存器，所述OS状态寄存器可由相应操作系统的GPU驱动程序修改并且指示所述GPU驱动程序是否在线；

以及

存储器管理单元，所述存储器管理单元被配置成介导对所述GPU的寄存器的访问，使得每个操作系统能够访问其各自的寄存器，但不能够访问其它操作系统的寄存器；

其中：

所述多个操作系统处的GPU驱动程序中的一个是主机GPU驱动程序，所述主机GPU驱动程序被配置成初始化所述GPU并且使所述GPU固件在线；

每个GPU驱动程序被配置为仅在其各自的固件状态寄存器指示所述GPU固件在线时提交任务以在所述GPU处处理；并且

所述GPU被配置成在操作系统的相应的OS状态寄存器指示所述GPU驱动程序在线时处理针对该操作系统的任务。