專利名稱：虛擬機(jī)系統(tǒng)及其顯卡訪問方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬機(jī)系統(tǒng)及其顯卡訪問方法。
背景技術(shù)：
隨著計算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展，虛擬化技術(shù)在計算機(jī)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代計算機(jī)已經(jīng)具有能力來利用虛擬化技術(shù)支持多個虛擬機(jī)，并在每個虛擬機(jī)上各自運(yùn)行單獨(dú)的操作系統(tǒng)。
在虛擬機(jī)系統(tǒng)中，各操作系統(tǒng)都需要對硬件進(jìn)行訪問，其中對顯卡的訪問相對來說是一個比較復(fù)雜的的問題，對顯卡的不同使用方法是影響用戶體驗(yàn)的一個重要因素。目前，VMWare，Virtual PC以及Xen等主流虛擬化技術(shù)所采用的方案大同小異，都是為客戶操作系統(tǒng)(GOS)提供一個虛擬化了的顯卡。該虛擬顯卡是一個通用的顯卡，只能實(shí)現(xiàn)基本的顯示功能，與真實(shí)的顯卡差別很大。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的虛擬機(jī)系統(tǒng)的示意圖。該虛擬機(jī)系統(tǒng)包括虛擬機(jī)監(jiān)視器(VMM)、服務(wù)操作系統(tǒng)(SOS)和至少一個GOS。SOS啟動時，掃描PCI總線，發(fā)現(xiàn)真實(shí)顯卡，獲取真實(shí)顯卡信息，為真實(shí)顯卡分配資源(IRQ、IO、MMIO)，SOS通過真實(shí)顯卡驅(qū)動對顯卡進(jìn)行訪問。SOS包含一個設(shè)備模型(DM)，DM為每個GOS提供一個虛擬顯卡。GOS啟動時，掃描虛擬PCI總線，發(fā)現(xiàn)虛擬顯卡，獲取虛擬顯卡信息，為虛擬顯卡分配資源(IRQ、IO、MMIO)。GOS通過虛擬顯卡的驅(qū)動訪問虛擬顯卡時，通過VMM將訪問數(shù)據(jù)發(fā)送到DM；DM對訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到真實(shí)顯卡驅(qū)動；真實(shí)顯卡驅(qū)動對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送到顯卡。
該虛擬機(jī)系統(tǒng)包括多個GOS，各個GOS操作系統(tǒng)都是通過SOS使用顯卡。所以，除了SOS可以看到真實(shí)顯卡，并利用真實(shí)顯卡的驅(qū)動訪問顯卡外，每個GOS看到的都是由DM提供的虛擬顯卡，利用虛擬顯卡驅(qū)動對顯卡進(jìn)行訪問，這樣，顯卡的硬件加速特性無法被用戶使用，甚至不支持3D動畫的功能，影響了顯示性能，用戶在顯卡上的感受也大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種虛擬機(jī)系統(tǒng)，在該虛擬機(jī)系統(tǒng)中的GOS能看到真實(shí)顯卡，并通過真實(shí)顯卡驅(qū)動訪問顯卡。
本發(fā)明的另一目在于提供一種虛擬機(jī)系統(tǒng)顯卡訪問方法。
本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)，包括虛擬機(jī)監(jiān)視器(VMM)、服務(wù)操作系統(tǒng)(SOS)和至少一個客戶操作系統(tǒng)(GOS)，其中所述VMM包括通信模塊，該通信模塊用于VMM和SOS及各個GOS之間的通信；所述SOS包括DM，該DM用于獲取顯卡信息；所述GOS通過通信模塊訪問DM，獲取顯卡信息，對顯卡進(jìn)行資源配置，并將資源配置信息通過通信模塊發(fā)送到DM，所述GOS還包括顯卡驅(qū)動，用于將GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)發(fā)送到VMM；所述SOS中的DM還用于獲取SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息，并根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM；所述VMM還包括資源轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。
所述資源轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)一步將VMM接收到的顯卡的IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS；所述GOS進(jìn)一步通過顯卡驅(qū)動處理由VMM發(fā)送過來的顯卡的IRQ。
所述資源轉(zhuǎn)換表中包括SOS和GOS分別對顯卡分配的IO的對應(yīng)關(guān)系、IRQ的對應(yīng)關(guān)系和MMIO的對應(yīng)關(guān)系。
所述VMM運(yùn)行在高端內(nèi)存，所述GOS運(yùn)行在低端內(nèi)存。
進(jìn)一步，所述SOS還包括鍵盤切換模塊，所述VMM還包括切換模塊和訪問控制模塊，所述SOS和所述GOS還包括顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，所述鍵盤切換模塊用于接收鍵盤輸入信號，判斷該信號是否為系統(tǒng)切換信號，并將系統(tǒng)切換信號對應(yīng)的切換信息通過通信模塊發(fā)送到切換模塊；所述切換模塊用于根據(jù)切換信息通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號到顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，并且發(fā)送訪問控制信號到訪問控制模塊；所述訪問控制模塊用于根據(jù)訪問控制信號改變操作系統(tǒng)對顯卡的訪問權(quán)限；所述顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊用于根據(jù)顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號對顯卡寄存器的值進(jìn)行保存或恢復(fù)，并通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存成功信號或顯卡寄存器恢復(fù)成功信號到切換模塊。
所述訪問控制模塊在接收到訪問控制信號時，若前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)是GOS，發(fā)送相應(yīng)控制信號到資源轉(zhuǎn)換模塊，資源轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)控制信號禁用后臺操作系統(tǒng)的資源轉(zhuǎn)換表并啟用前臺操作系統(tǒng)的資源轉(zhuǎn)換表。
所述訪問控制模塊在接收到訪問控制信號時，若前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)是SOS，發(fā)送相應(yīng)控制信號到SOS中的顯卡驅(qū)動，由該顯卡驅(qū)動打開或關(guān)閉SOS對顯卡的訪問權(quán)限。
所述切換模塊根據(jù)切換信息判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)，發(fā)送顯卡寄存器保存信號到切換到后臺的操作系統(tǒng)的顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，發(fā)送顯卡寄存器恢復(fù)信號到切換到前臺的操作系統(tǒng)的顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊。
進(jìn)一步，所述GOS和SOS還包括顯存保存/恢復(fù)模塊，所述切換模塊進(jìn)一步根據(jù)切換信息通過通信模塊發(fā)送顯存保存/恢復(fù)信號到顯存保存/恢復(fù)模塊；所述顯存保存/恢復(fù)模塊根據(jù)顯存保存/恢復(fù)信號對顯存的內(nèi)容進(jìn)行保存或恢復(fù)。
所述切換模塊根據(jù)切換信息判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)，發(fā)送顯存保存信號到切換到后臺的操作系統(tǒng)的顯存保存/恢復(fù)模塊，發(fā)送顯存恢復(fù)信號到切換到前臺的操作系統(tǒng)的顯存保存/恢復(fù)模塊。
本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)顯卡訪問方法，包括以下步驟a)GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)通過顯卡驅(qū)動發(fā)送到VMM；b)VMM根據(jù)預(yù)先配置的資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO；c)VMM將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。
進(jìn)一步，在步驟c)后還包括步驟d)VMM接收顯卡的IRQ，并根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表將該IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS。
所述資源轉(zhuǎn)換表的配置過程為1)SOS獲取顯卡信息，為顯卡分配資源；2)GOS通過SOS中的DM獲取顯卡信息，為顯卡分配資源；3)DM根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM。
進(jìn)一步，在步驟a)之前還包括步驟前臺操作系統(tǒng)切換到后臺時，保存顯示模式，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，恢復(fù)顯示模式。
進(jìn)一步，在步驟a)之前還包括步驟前臺操作系統(tǒng)切換到后臺時，保存顯存的內(nèi)容，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，恢復(fù)顯存的內(nèi)容。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)及其顯卡訪問方法中，每個操作系統(tǒng)看到的都是真實(shí)顯卡，各個操作系統(tǒng)之間通過切換的方式使用顯卡，可以利用顯卡的硬件加速特性，保證了顯示性能。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的虛擬機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明虛擬機(jī)系統(tǒng)的示意圖；圖3為對圖2所示的虛擬機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)的示意圖；圖4為改進(jìn)的虛擬機(jī)系統(tǒng)中鍵盤切換模塊的處理流程圖；圖5為改進(jìn)的虛擬機(jī)系統(tǒng)中切換模塊的處理流程圖；圖6為改進(jìn)的虛擬機(jī)系統(tǒng)中寄存器保存/恢復(fù)模塊的處理流程圖；圖7為改進(jìn)的虛擬機(jī)系統(tǒng)中訪問控制模塊的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖2所示，本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)包括虛擬機(jī)監(jiān)視器(VMM)、服務(wù)操作系統(tǒng)(SOS)和至少一個客戶操作系統(tǒng)(GOS)，其中所述VMM包括通信模塊，該通信模塊用于VMM和SOS及各個GOS之間的通信；
所述SOS包括DM，該DM用于獲取顯卡信息；所述GOS通過通信模塊訪問DM，獲取顯卡信息，對顯卡進(jìn)行資源配置，并將資源配置信息通過通信模塊發(fā)送到DM，所述GOS還包括顯卡驅(qū)動，用于將GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)發(fā)送到VMM；所述SOS中的DM還用于獲取SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息，并根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM；所述VMM還包括資源轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。
進(jìn)一步，所述資源轉(zhuǎn)換模塊將VMM接收到的顯卡的IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS；所述GOS通過顯卡驅(qū)動處理由VMM發(fā)送過來的顯卡的IRQ。
在本發(fā)明中，為保證直接存儲器訪問(DMA)，讓VMM運(yùn)行在高端內(nèi)存，GOS運(yùn)行在低端內(nèi)存。這樣GOS的物理內(nèi)存地址與機(jī)器的內(nèi)存地址一致，GOS不需要修改就能滿足DMA的需要，并且，SOS是修改過的系統(tǒng)，也可以滿足DMA的需要。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該容易理解，GOS也可以不運(yùn)行在低端內(nèi)存，特別是同時運(yùn)行多個GOS時，可以通過在VMM中攔截DMA指令，修改內(nèi)存地址來解決DMA問題，或者直接修改GOS中關(guān)于內(nèi)存的處理。
其中，在通信模塊中，VMM通過中斷或事件通道(Event Channel)與SOS和GOS通信，SOS通過hypercall與VMM通信，GOS通過vmcall與VMM通信。
由于GOS對顯卡的資源配置可能與SOS對顯卡的資源配置不一致，GOS若要對顯卡直接進(jìn)行訪問，就需要先進(jìn)行資源轉(zhuǎn)換，這一工作由資源轉(zhuǎn)換模塊來完成。來自于GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)到達(dá)VMM時，資源轉(zhuǎn)換模塊在資源轉(zhuǎn)換表中查找資源轉(zhuǎn)換關(guān)系，將GOS的IO請求地址轉(zhuǎn)化成顯卡的真實(shí)IO地址，同時把GOS對顯卡分配的MMIO映射到顯卡的物理MMIO上，并把VMM接收到的顯卡的IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS。
資源轉(zhuǎn)換表是在對顯卡的資源配置過程中產(chǎn)生的。配置過程為SOS啟動，掃描PCI總線，獲取顯卡信息，為顯卡分配資源(IRQ、IO、MMIO)；GOS啟動，掃描虛擬PCI總線，發(fā)現(xiàn)由DM提供的真實(shí)顯卡，獲取顯卡信息，為顯卡分配資源(IRQ、IO、MMIO)；GOS對顯卡的資源分配由DM負(fù)責(zé)解析，DM根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM。該資源轉(zhuǎn)換表中包括SOS和GOS分別對顯卡分配的IO的對應(yīng)關(guān)系、IRQ的對應(yīng)關(guān)系和MMIO的對應(yīng)關(guān)系。
這樣，通過DM和VMM的協(xié)助，GOS可以直接訪問到顯卡硬件，同時，SOS按照原來的單一系統(tǒng)的方式訪問顯卡硬件。
圖2所示的虛擬機(jī)系統(tǒng)，可能會出現(xiàn)多個操作系統(tǒng)同時寫屏幕的現(xiàn)象，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，顯示模式也可能會改變，需要重新設(shè)置顯示模式，這些都給使用帶來了不便。有鑒于此，以下提出一種改進(jìn)方案。
圖3是圖2所示的虛擬機(jī)系統(tǒng)的改進(jìn)，在該虛擬機(jī)系統(tǒng)中，SOS進(jìn)一步包括鍵盤切換模塊，VMM進(jìn)一步包括切換模塊和訪問控制模塊，SOS和GOS進(jìn)一步包括顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，其中所述鍵盤切換模塊用于接收鍵盤輸入信號，判斷該信號是否為系統(tǒng)切換信號，并將系統(tǒng)切換信號對應(yīng)的切換信息通過通信模塊發(fā)送到切換模塊；所述切換模塊用于根據(jù)切換信息通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號到顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，并且發(fā)送訪問控制信號到訪問控制模塊；所述訪問控制模塊用于根據(jù)訪問控制信號改變操作系統(tǒng)對顯卡的訪問權(quán)限；所述顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊用于根據(jù)顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號對顯卡寄存器的值進(jìn)行保存或恢復(fù)，并通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存成功信號或顯卡寄存器恢復(fù)成功信號到切換模塊。
下面分別對上述各模塊的處理流程進(jìn)行具體描述。
如圖4所示，鍵盤切換模塊的處理流程為接收鍵盤輸入信號，鍵盤中斷處理程序判斷該信號是否為系統(tǒng)切換信號，若是，通過通信模塊發(fā)送對應(yīng)的切換信息到切換模塊，否則，進(jìn)行正常的輸入處理。
如圖5所示，切換模塊的處理流程為接收來自鍵盤切換模塊的切換信息后，根據(jù)切換信息判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)，發(fā)送顯卡寄存器保存信號到切換到后臺的操作系統(tǒng)的顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，接收到顯卡寄存器保存成功信號后，發(fā)送訪問控制信號到訪問控制模塊，然后，發(fā)送顯卡寄存器恢復(fù)信號到切換到前臺的操作系統(tǒng)的顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，并接收顯卡寄存器恢復(fù)成功信號。
如圖6所示，顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊的處理流程為接收到顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號后，判斷是否保存顯卡寄存器的值，若接收到顯卡寄存器保存信號，調(diào)用VGA BIOS服務(wù)對顯卡寄存器的值進(jìn)行保存，并通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存成功信號到切換模塊；若接收到顯卡寄存器恢復(fù)信號，調(diào)用VGA BIOS服務(wù)對顯卡寄存器的值進(jìn)行恢復(fù)，并通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器恢復(fù)成功信號到切換模塊。
如圖7所示，訪問控制模塊接收到訪問控制信號后，首先判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)是GOS還是SOS，對GOS和SOS執(zhí)行不同的處理。
對于GOS，發(fā)送相應(yīng)控制信號到資源轉(zhuǎn)換模塊，資源轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)控制信號禁用后臺操作系統(tǒng)的資源轉(zhuǎn)換表并啟用前臺操作系統(tǒng)的資源轉(zhuǎn)換表。對于SOS，發(fā)送相應(yīng)控制信號到SOS中的顯卡驅(qū)動，由該顯卡驅(qū)動打開或關(guān)閉SOS對顯卡的訪問權(quán)限。若所述SOS切換到前臺，該SOS的顯卡驅(qū)動打開其對顯卡的訪問權(quán)限，若所述SOS切換到后臺，該SOS的顯卡驅(qū)動關(guān)閉其對顯卡的訪問權(quán)限。
改進(jìn)的虛擬機(jī)系統(tǒng)解決了多個操作系統(tǒng)切換使用顯卡的問題，即只有位于前臺的操作系統(tǒng)才能訪問顯卡，不會出現(xiàn)多個操作系統(tǒng)同時寫屏幕的情況。并且，通過顯卡寄存器的保存和恢復(fù)，使得切換使用顯卡時各操作系統(tǒng)的顯示模式保持不變。
但是，在系統(tǒng)切換后，如果沒有進(jìn)行屏幕刷新，由于顯存的內(nèi)容沒有更新，顯示器顯示的內(nèi)容為切換前的內(nèi)容。同顯卡寄存器的保存和恢復(fù)類似，通過顯存的保存和恢復(fù)可解決此問題。
即在GOS中和SOS中，還可以進(jìn)一步包括顯存保存/恢復(fù)模塊，切換模塊發(fā)送顯存保存/恢復(fù)信號到顯存保存/恢復(fù)模塊，顯存保存/恢復(fù)模塊根據(jù)顯存保存/恢復(fù)信號對顯存的內(nèi)容進(jìn)行保存或恢復(fù)。切換模塊根據(jù)切換信息判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)，發(fā)送顯存保存信號到切換到后臺的操作系統(tǒng)的顯存保存/恢復(fù)模塊，發(fā)送顯存恢復(fù)信號到切換到前臺的操作系統(tǒng)的顯存保存/恢復(fù)模塊。顯存保存/恢復(fù)模塊在接收到顯存保存信號時，對顯存的內(nèi)容進(jìn)行保存，在接收到顯存恢復(fù)信號時，對顯存的內(nèi)容進(jìn)行恢復(fù)。
本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)顯卡訪問方法包括以下步驟a)GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)通過顯卡驅(qū)動發(fā)送到VMM；b)VMM根據(jù)預(yù)先配置的資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO；c)VMM將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。
進(jìn)一步，在步驟c)后還包括步驟d)VMM接收顯卡的IRQ，并根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表將該IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS。
其中，所述資源轉(zhuǎn)換表中包括SOS和GOS分別對顯卡分配的IO的對應(yīng)關(guān)系、IRQ的對應(yīng)關(guān)系和MMIO的對應(yīng)關(guān)系。為保證DMA，讓VMM運(yùn)行在高端內(nèi)存，GOS運(yùn)行在低端內(nèi)存，前面已經(jīng)介紹到GOS也可以不運(yùn)行在低端內(nèi)存，特別是同時運(yùn)行多個GOS時，可以通過在VMM中攔截DMA指令，修改內(nèi)存地址來解決DMA問題，或者直接修改GOS中關(guān)于內(nèi)存的處理。
所述資源轉(zhuǎn)換表的配置過程為1)SOS獲取顯卡信息，為顯卡分配資源；2)GOS通過SOS中的DM獲取顯卡信息，為顯卡分配資源；3)DM根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM。
進(jìn)一步，在步驟a)之前，還包括步驟前臺操作系統(tǒng)切換到后臺時，保存顯示模式，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，恢復(fù)顯示模式。
進(jìn)一步，在步驟a)之前，還包括步驟前臺操作系統(tǒng)切換到后臺時，保存顯存的內(nèi)容，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，恢復(fù)顯存的內(nèi)容。
使用本發(fā)明的方法，前臺操作系統(tǒng)對顯卡的操作完全與獨(dú)立的操作系統(tǒng)對顯卡的操作相當(dāng)，能用到顯卡的全部硬件加速特性。一個操作系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，不會影響其它操作系統(tǒng)的顯示?？梢酝ㄟ^切換，使其它操作系統(tǒng)獲得對顯卡的控制權(quán)。
本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)及其顯卡使用方法，不再提供虛擬的顯卡類型，GOS可以看到真實(shí)的物理顯卡，顯示器顯示的內(nèi)容由VMM根據(jù)系統(tǒng)的切換控制，始終顯示切換到前臺的系統(tǒng)內(nèi)容，并可以使用硬件加速特性，保證了顯示性能。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種虛擬機(jī)系統(tǒng)，包括虛擬機(jī)監(jiān)視器VMM、服務(wù)操作系統(tǒng)SOS和至少一個客戶操作系統(tǒng)GOS，其中，所述VMM包括通信模塊，該通信模塊用于VMM和SOS及各個GOS之間的通信；所述SOS包括設(shè)備模型DM，該DM用于獲取顯卡信息；其特征在于所述GOS通過通信模塊訪問DM，獲取顯卡信息，對顯卡進(jìn)行資源配置，并將資源配置信息通過通信模塊發(fā)送到DM，所述GOS還包括顯卡驅(qū)動，用于將GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)發(fā)送到VMM；所述SOS中的DM還用于獲取SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息，并根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM；所述VMM還包括資源轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述資源轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)一步將VMM接收到的顯卡的IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS；所述GOS進(jìn)一步通過顯卡驅(qū)動處理由VMM發(fā)送過來的顯卡的IRQ。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述資源轉(zhuǎn)換表中包括SOS和GOS分別對顯卡分配的IO的對應(yīng)關(guān)系、IRQ的對應(yīng)關(guān)系和MMIO的對應(yīng)關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述VMM運(yùn)行在高端內(nèi)存，所述GOS運(yùn)行在低端內(nèi)存。
5.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述SOS進(jìn)一步包括鍵盤切換模塊，所述VMM進(jìn)一步包括切換模塊和訪問控制模塊，所述SOS和所述GOS進(jìn)一步包括顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，所述鍵盤切換模塊用于接收鍵盤輸入信號，判斷該信號是否為系統(tǒng)切換信號，并將系統(tǒng)切換信號對應(yīng)的切換信息通過通信模塊發(fā)送到切換模塊；所述切換模塊用于根據(jù)切換信息通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號到顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，并且發(fā)送訪問控制信號到訪問控制模塊；所述訪問控制模塊用于根據(jù)訪問控制信號改變操作系統(tǒng)對顯卡的訪問權(quán)限；所述顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊用于根據(jù)顯卡寄存器保存/恢復(fù)信號對顯卡寄存器的值進(jìn)行保存或恢復(fù)，并通過通信模塊發(fā)送顯卡寄存器保存成功信號或顯卡寄存器恢復(fù)成功信號到切換模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述訪問控制模塊在接收到訪問控制信號時，若前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)是GOS，發(fā)送相應(yīng)控制信號到資源轉(zhuǎn)換模塊，資源轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)控制信號禁用后臺操作系統(tǒng)的資源轉(zhuǎn)換表并啟用前臺操作系統(tǒng)的資源轉(zhuǎn)換表。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述訪問控制模塊在接收到訪問控制信號時，若前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)是SOS，發(fā)送相應(yīng)控制信號到SOS中的顯卡驅(qū)動，由該顯卡驅(qū)動打開或關(guān)閉SOS對顯卡的訪問權(quán)限。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述切換模塊根據(jù)切換信息判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)，發(fā)送顯卡寄存器保存信號到切換到后臺的操作系統(tǒng)的顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊，發(fā)送顯卡寄存器恢復(fù)信號到切換到前臺的操作系統(tǒng)的顯卡寄存器保存/恢復(fù)模塊。
9.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述GOS和SOS進(jìn)一步包括顯存保存/恢復(fù)模塊；所述切換模塊進(jìn)一步根據(jù)切換信息通過通信模塊發(fā)送顯存保存/恢復(fù)信號到顯存保存/恢復(fù)模塊；所述顯存保存/恢復(fù)模塊根據(jù)顯存保存/恢復(fù)信號對顯存的內(nèi)容進(jìn)行保存或恢復(fù)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述切換模塊根據(jù)切換信息判斷前后臺狀態(tài)改變的操作系統(tǒng)，發(fā)送顯存保存信號到切換到后臺的操作系統(tǒng)的顯存保存/恢復(fù)模塊，發(fā)送顯存恢復(fù)信號到切換到前臺的操作系統(tǒng)的顯存保存/恢復(fù)模塊。
11.一種虛擬機(jī)系統(tǒng)顯卡訪問方法，其特征在于，包括以下步驟a)GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)通過顯卡驅(qū)動發(fā)送到VMM；b)VMM根據(jù)預(yù)先配置的資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO；c)VMM將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟c)后還包括步驟d)VMM接收顯卡的IRQ，并根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表將該IRQ轉(zhuǎn)換成GOS的中斷號后發(fā)送給GOS。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于所述資源轉(zhuǎn)換表中包括SOS和GOS分別對顯卡分配的IO的對應(yīng)關(guān)系、IRQ的對應(yīng)關(guān)系和MMIO的對應(yīng)關(guān)系。
14.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于所述VMM運(yùn)行在高端內(nèi)存，所述GOS運(yùn)行在低端內(nèi)存。
15.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述資源轉(zhuǎn)換表的配置過程為1)SOS獲取顯卡信息，為顯卡分配資源；2)GOS通過SOS中的DM獲取顯卡信息，為顯卡分配資源；3)DM根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM。
16.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，在步驟a)之前還包括步驟前臺操作系統(tǒng)切換到后臺時，保存顯示模式，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，恢復(fù)顯示模式。
17.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，在步驟a)之前還包括步驟前臺操作系統(tǒng)切換到后臺時，保存顯存的內(nèi)容，后臺操作系統(tǒng)切換到前臺時，恢復(fù)顯存的內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種虛擬機(jī)系統(tǒng)及其顯卡訪問方法。該系統(tǒng)包括VMM、SOS和至少一個GOS。GOS通過SOS中的DM獲取顯卡信息，對顯卡進(jìn)行資源配置，將資源配置信息發(fā)送到DM；DM根據(jù)SOS對顯卡的資源配置信息和GOS對顯卡的資源配置信息生成資源轉(zhuǎn)換表發(fā)送到VMM；VMM中的資源轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)資源轉(zhuǎn)換表對來自GOS的顯卡訪問數(shù)據(jù)進(jìn)行IO地址地轉(zhuǎn)換或?qū)MIO映射到顯卡的物理MMIO，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡。本發(fā)明的虛擬機(jī)系統(tǒng)及其顯卡訪問方法，每個操作系統(tǒng)看到的都是真實(shí)顯卡，各個操作系統(tǒng)之間通過切換的方式使用顯卡，可以利用顯卡的硬件加速特性，保證了顯示性能。
文檔編號G06F3/14GK101059762SQ20061007639
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者劉春梅, 劉永鋒, 陳軍 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司