显卡、应用该显卡的虚拟机系统及显示处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种显卡、应用该显卡的虚拟机系统及显示处理方法，其中该显卡包括：可划分为多个部分的图形转换表模块，用于保存与一个或多个操作系统对应的图形转换表；可划分为多个部分的帧缓存模块，分配给一个或多个操作系统；可划分为多个部分的ＭＭＩＯ／ＩＯ模块，包括与一个或多个操作系统对应的显卡逻辑接口的全部寄存器；调度模块，用于调度对应不同操作系统的显卡逻辑接口所对应的显示功能的硬件处理；图形处理单元，用于根据调度结果操作与被调度到的显卡逻辑接口对应的图形转换表、帧缓存及相应的寄存器；图形显示控制模块，用于将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。通过应用本发明专利技术，虚拟机系统中的操作系统都能访问真实的显卡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟机技术，特别是一种显卡、应用该显卡的虛拟机系统及 显示处理方法。技术背景目前，虚拟化技术中对设备的使用有几种方式， 一种是该设备被独占， 一种是该设备以共享的方式访问，但共享的方式访问设备时，必须为多个系 统提供一个虚拟的设备平台，然后由某个主机系统或服务系统再来访问真实 的设备；此外，还可以以某种方式使设备在不同系统间转移，但这种时候设 备是不共享的。对于显卡这样的设备，目前的处理方式要么给一个系统独占，其它系统 没有显示，要么多个系统共享，每个系统使用虚拟化的显卡，通常虚拟出来 的显卡与真实的物理显卡不一致，为了实现方便在功能上有很多縮减，如不 支持2D或3D等功能，导致虚拟机不能用到显卡的全部硬件加速特性，而此 时真实的显卡只能由主机系统或服务系统访问，这样虚拟系统就不能完全利 用显卡的全部特性，而显卡又不可能作为一种切换的设备使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种显卡、应用该显卡的虚拟机系统及显示处理 方法，使得虚拟机系统中的操作系统都能访问到真实的显卡。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种显卡，包括可划分为多个部分的图形转换表模块，用于保存与一个或多个操作系统 对应的图形转换表；可划分为多个部分的帧缓存模块，分配给一个或多个操作系统；可划分为多个部分的MMIO/IO模块，包括与一个或多个操作系统对应的 显卡逻辑接口所要用到的全部寄存器；调度模块，用于调度对应不同操作系统的显卡逻辑接口所对应的显示功能的硬件处理；图形处理单元，用于根据调度结果操作与被调度到的显卡逻辑接口对应 的图形转换表、帧缓存及相应的寄存器；图形显示控制模块，用于将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。 上述的显卡，其中，还包括虚拟机指示模块，用于从虚拟机监视器获取一指令，所述指令指示哪个 操作系统获取了焦点；所述调度模块具体用于根据所述虚拟机指示模块和预定的调度策略确定 调度到的逻辑接口。上述的显卡，其中，所述图形显示控制模块用于将获取了焦点的操作系 统对应的帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。上述的显卡，其中，还包括资源分配记录模块，由虚拟机监视器或操作系统访问，用于保存显卡资 源的分配情况。上述的显卡，其中，所述资源分配记录模块具体用于保存各个操作系统 对应的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息。上述的显卡，其中，所述资源分配记录模块具体用于保存各个操作系统 对应的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息，还用于保存显 卡中尚未使用的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息，提供 给操作系统自行分配。上述的显卡，其中，所述资源分配记录模块具体为PCI/PCI-E配置空间，与操作系统个数一致且相对应，用于保存每个操作 系统对应的显卡MMIO、图形转换表和帧缓存的大小以及资源地址范围。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种虚拟机系统，包括一显卡，其中，所述显卡包括可划分为多个部分的图形转换表模块，用于保存与一个或多个操作系统对应的图形转换表；可划分为多个部分的帧缓存模块，分配给一个或多个操作系统；. 可划分为多个部分的MMIO/IO模块，包括与一个或多个操作系统对应的显卡逻辑接口所要用到的全部寄存器；调度模块，用于调度对应不同操作系统的显卡逻辑接口所对应的显示功 能的硬件处理；图形处理单元，用于根据调度结果操作与被调度到的显卡逻辑接口对应 的图形转换表、帧缓存及相应的寄存器；图形显示控制模块，用于将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示； 所述虚拟机系统还包括地址映射建立模块，用于建立操作系统为MMIO/IO空间、图形转换表空 间、帧缓存空间分配的地址范围和显卡真实资源之间的映射关系；虚拟机通信模块，设置于虚拟机监视器，用于将上述显卡中分配给操作 系统的MMIO/IO空间、图形转换表空间、帧缓存空间通知对应的操作系统， 并用于截获操作系统的显卡驱动模块对显卡的操作，根据地址映射建立模块 中建立的映射关系转换地址后发送给显卡。上述的虚拟机系统，其中，所述显卡还包括虚拟机指示模块，用于从虚拟机监视器获取一指令，所述指令指示哪个 操作系统获取了焦点；所述调度模块具体用于根据所述虚拟机指示模块和预定的调度策略确定 调度到的逻辑接口。上述的虚拟机系统，其中，所述图形显示控制模块用于将获取了焦点的 操作系统对应的帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。上述的虚拟机系统，其中，所述显卡还包括资源分配记录模块，由虚拟机监视器或操作系统访问，用于保存显卡资 源的分配情况；所述虚拟机通信模块具体从资源分配记录模块获取分配给操作系统的 MMIO/IO空间、图形转换表空间、帧缓存空间。上述的虚拟机系统，其中，所述资源分配记录模块具体用于保存各个操 作系统对应的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息。上述的虚拟机系统，其中，所述资源分配记录模块具体用于保存各个操 作系统对应的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息，还用于保存显卡中尚未使用的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息，提供给操作系统自行分配。上述的虚拟机系统，其中，所述资源分配记录模块具体为PCI/PCI-E配置空间，与操作系统个数一致且相对应，用于保存每个操作 系统对应的显卡MMIO、图形转换表和帧缓存的大小以及资源地址范围。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种显示处理方法，其中， 包括显卡资源分配通知步骤，虚拟机启动后，当操作系统对显卡进行配置时， 虚拟机通信模块将显卡中对应该操作系统的逻辑接口的MMIO/IO空间、图形 转换表空间、帧缓存空间的大小通知对应的操作系统;所述显卡中的MMI0/10 空间、图形转换表空间、帧缓存空间被分配给一个或多个操作系统；资源映射建立步骤，操作系统获得MMIO/IO空间、图形转换表空间、帧 缓存空间大小后，为其分配地址范围，并由虚拟机监视器建立操作系统为 MMIO/IO空间、图形转换表空间、帧缓存空间分配的地址范围和显卡真实资 源之间的映射关系；图形处理单元计算处理步骤，图形处理单元处理被调度到的显卡逻辑接口 对应的图形转换表、帧缓存及寄存器；显示输出步骤，将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。 上述的显示处理方法，其中，获取了焦点的操作系统被优先调度。 上述的显示处理方法，其中，所述显示输出步骤中，将获取了焦点的操 作系统对应的帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。上述的显示处理方法，其中，所述显卡资源分配通知步骤具体为 虚拟机启动后，当操作系统对显卡进行配置时，虚拟机监视器拦截操作 系统对显卡设备的配置访问，将显卡中分配给对应操作系统的MMIO/IO空 间、GTT空间、帧缓存空间的大小通知操作系统。上述的显示处理方法，其中，所述显卡资源分配通知步骤具体为 虚拟机启动后，操作系统对显卡进行配置时，虚拟机监视器拦截操作系 统对显卡设备的配置访问，并获取显卡中尚未使用的MMIO/IO空间、GTT 空间和帧缓存空间的信息提供给操作系统，由操作系统决定自己对应的逻辑接口可以使用的资源大小。上述的显示处理方法，其中，所述显卡资源分配通知步骤具体为 虚拟机启动后，当操作系统对显卡进行配置时，虚拟机监视器拦截操作系统对显卡设备的配置访问，并获取操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显卡，其特征在于，包括：可划分为多个部分的图形转换表模块，用于保存与一个或多个操作系统对应的图形转换表；可划分为多个部分的帧缓存模块，分配给一个或多个操作系统；可划分为多个部分的ＭＭＩＯ／ＩＯ模块，包括与一个或多 个操作系统对应的显卡逻辑接口所要用到的全部寄存器；调度模块，用于调度对应不同操作系统的显卡逻辑接口所对应的显示功能的硬件处理；图形处理单元，用于根据调度结果操作与被调度到的显卡逻辑接口对应的图形转换表、帧缓存及相应的寄存器； 图形显示控制模块，用于将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。

【技术特征摘要】
1. 一种显卡，其特征在于，包括可划分为多个部分的图形转换表模块，用于保存与一个或多个操作系统对应的图形转换表；可划分为多个部分的帧缓存模块，分配给一个或多个操作系统；可划分为多个部分的MMIO/IO模块，包括与一个或多个操作系统对应的显卡逻辑接口所要用到的全部寄存器；调度模块，用于调度对应不同操作系统的显卡逻辑接口所对应的显示功能的硬件处理；图形处理单元，用于根据调度结果操作与被调度到的显卡逻辑接口对应的图形转换表、帧缓存及相应的寄存器；图形显示控制模块，用于将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。2. 根据权利要求1所述的显卡，其特征在于，还包括 虚拟机指示模块，用于从虚拟机监视器获取一指令，所述指令指示哪个操作系统获取了焦点；所述调度模块具体用于根据所述虚拟机指示模块和预定的调度策略确定 调度到的逻辑接口。3. 根据权利要求2所述的显卡，其特征在于，所述图形显示控制模块用 于将获取了焦点的操作系统对应的帧缓存中的内容发送到显示器进行显示。4. 根据权利要求2所述的显卡，其特征在于，还包括 资源分配记录模块，由虚拟机监视器或操作系统访问，用于保存显卡资源的分配情况。5. 根据权利要求4所述的显卡，其特征在于，所述资源分配记录模块具 体用于保存各个操作系统对应的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空间的信息。6. 根据权利要求4所述的显卡，其特征在于，所述资源分配记录模块具 体用于保存各个操作系统对应的MMIO/IO空间、图形转换表空间和帧缓存空 间的信息，还用于保存显卡中尚未使用的MMIO/IO空间、图形转换表空间和 帧缓存空间的信息，提供给操作系统自行分配。7. 根据权利要求4所述的显卡，其特征在于，所述资源分配记录模块具体为PCI/PCI-E配置空间，与操作系统个数一致且相对应，用于保存每个操作 系统对应的显卡MMIO、图形转换表和帧缓存的大小以及资源地址范围。8. —种虚拟机系统，包括一显卡，其特征在于，所述显卡包括可划分为多个部分的图形转换表模块，用于保存与一个或多个操作系统对应的图形转换表；可划分为多个部分的帧缓存模块，分配给一个或多个操作系统； 可划分为多个部分的MMIO/IO模块，包括与一个或多个操作系统对应的显卡逻辑接口所要用到的全部寄存器；调度模块，用于调度对应不同操作系统的显卡逻辑接口所对应的显示功能的硬件处理；图形处理单元，用于根据调度结果操作与被调度到的显卡逻辑接口对应 的图形转换表、帧缓存及相应的寄存器；图形显示控制模块，用于将帧缓存中的内容发送到显示器进行显示； 所述虚拟机系统还包括地址映射建立模块，用于建立操作系统为MMIO/IO空间、图形转换表空 间、帧缓存空间分配的地址范围和显卡真实资源之间的映射关系；虚拟机通信模块，设置于虚拟机监视器，用于将上述显卡中分配给操作 系统的MMIO/IO空间、图形转换表空间、帧缓存空间通知对应的操作系统， 并用于截获操作系统的显卡驱动模块对显卡的操作，根据地址映射建立模块 中建立的映射关系转换地址后发送给显卡。9. 根据权利要求8所述的虚拟机系统，其特征在于，所述显卡还包括 虚拟机指示模块，用于从虚拟机监视器获取一指令，所述指令指示哪个操作系统获取了焦点；所述调度模块具体用于根据所述虚拟机指示模块和预定的调度策略确定 调度到的逻辑接口。10. 根据权利要求9所述的虚拟机系统，其特征在于，所述图形显示控 制模块用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春梅，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]