[发明专利]用于中介传递和共享存储器页合并的装置和方法

说明书

描述了一种用于中介传递和共享存储器页合并的装置和方法。例如，一种方法的一个实施例包括：生成客户机存储器页组中的每一个客户机存储器页的页标识符(PI)，其中，相等的PI指示相应存储器页相同；在检测到第一客户机存储器页和第二客户机存储器页具有相等的PI时，将所述第一客户机存储器页和所述第二客户机存储器页合并成单个存储器页；检测所述第一客户机存储器页将用于直接存储器访问(DMA)操作；以及响应性地拆分所述第一客户机存储器页和所述第二客户机存储器页。

背景技术

技术领域

本发明总体上涉及计算机处理器领域。更具体地，本发明涉及一种用于在图形系统内进行中介传递和共享存储器页合并的装置和方法。

背景技术

最近在图形处理器单元(GPU)虚拟化方面取得了快速的进展。虚拟化图形处理环境被用于例如媒体云、远程工作站/桌面、可互换虚拟仪器(IVI)、富客户端虚拟化等等。某些架构通过俘获和仿真来执行全GPU虚拟化，以对全功能虚拟GPU(vGPU)进行仿真，同时通过传递对性能关键的图形存储器资源来提供接近本机的性能。

随着GPU在服务器中支持3D、媒体和GPGPU工作负荷的重要性日益增加，GPU虚拟化正变得越来越普遍。如何虚拟化来自虚拟机(VM)的GPU存储器访问是关键设计因素之一。GPU具有其自己的图形存储器：专用视频存储器或共享系统存储器。当系统存储器用于图形时，客户机物理地址(GPA)需要在被硬件访问之前转换为主机物理地址(HPA)。

为GPU执行转换有多种方法。一些实施方式通过硬件支持来执行转换，但是可以仅向一个VM传递GPU。另一解决方案是针对转换构建阴影结构的软件方法。例如，阴影页表采用某些架构来实施，诸如在上文提及的全GPU虚拟化解决方案中，所述架构可以支持多个VM以共享物理GPU。

在一些实施方式中，客户机/VM存储器页由主机存储器页支持。虚拟机监视器(VMM)(有时称为“管理程序”)使用例如扩展页表(EPT)从客户机物理地址(PA)映射到主机PA。可以使用多种存储器共享技术，诸如内核同页合并(KSM)技术。

KSM将来自具有相同内容的多个VM的页合并成带有写入保护的单个页。也就是说，如果VM1中的存储器页(从客户机PA1映射到主机PA1)具有与VM2中的另一个存储器页(从客户机PA2映射到主机PA2)相同的内容，则可以仅使用一个主机页(如HPA_SH)来支持客户机存储器。也就是说，VM1的客户机PA1和VM2的PA2都映射到带有写入保护的HPA_SH。这节省了用于系统的存储器，并且对于客户机的只读存储器页(诸如代码页和零页)特别有用。利用KSM，一旦VM修改了页内容，就可以使用写入时复制(COW)技术来移除共享。

中介传递(mediate pass through)在虚拟化系统中用于设备性能和共享，其中，单个物理GPU作为多个虚拟GPU呈现给具有直接DMA的多个客户机，而客户机访问的特权资源仍然是被俘获和仿真的。在某些实施方式中，每个客户机可以运行本机GPU驱动程序，并且设备DMA直接进入存储器，而无需管理程序的干预。

附图说明

可以结合以下附图根据以下详细说明获得对本发明的更好理解，在附图中：

图1是具有处理器的计算机系统的实施例的框图，所述处理器具有一个或多个处理器核以及图形处理器；

图2是处理器的一个实施例的框图，所述处理器具有一个或多个处理器核、集成存储器控制器、以及集成图形处理器；

图3是图形处理器的一个实施例的框图，所述图形处理器可以是分立的图形处理单元、或者可以是集成有多个处理核的图形处理器；

图4是用于图形处理器的图形处理引擎的实施例的框图；

图5是图形处理器的另一实施例的框图；

图6是包括处理元件阵列的线程执行逻辑的框图；