面向图形处理器的可信执行环境构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种面向图形处理器的可信执行环境构建方法及系统，包括：步骤S1：根据GPU可信执行环境创建控制信息，创建GPU可信执行环境创建，获取GPU可信执行环境创建控制信息；步骤S2：根据GPU提交控制信息、GPU执行任务控制信息，进行GPU提交和执行任务，获取GPU提交和执行任务结果信息；根据GPU检查控制信息、GPU启动控制信息，进行GPU任务在可信执行环境中检查和启动，获取GPU提交和执行任务结果信息；步骤S3：获取面向图形处理器的可信执行环境构建结果信息。本发明专利技术利用IOMMU的虚拟化支持，为不同GPU进程分配不同的PASID，从而实现每个GPU可信执行环境间的内存隔离的方法。

【技术实现步骤摘要】
面向图形处理器的可信执行环境构建方法及系统
本专利技术涉及面向图形处理器
，具体地，涉及一种面向图形处理器的可信执行环境构建方法及系统。
技术介绍
人工智能概念出现于上个世纪中后期。受限于当时计算机有限的计算能力，以及匮乏的经验样本和数据，相关的技术在当时难以实现。进入二十一世纪后，限制人工智能发展的几个问题相继被解决。首先，CPU的计算能力遵循摩尔定律不断增强，而云计算的出现更是进一步降低了使用算力的成本；其次，经验样本和数据丰富且容易获得。最后，深度学习神经网络算法的提出，以及利用图形处理器进行机器学习训练的方式，进一步令人工智能变得具有现实意义。图形处理器，即GPU，在人工智能程序的搭建过程中扮演了非常重要的角色。由于深度学习神经网络的训练需要对大量矩阵数据进行运算，CPU的电路逻辑虽然能胜任这样的计算，但却未对其进行相应的优化。而图形处理器由于处理图像需求，对这类运算进行了大量的优化，因此利用图像处理器来进行神经网络训练能够获得巨大的性能提升。随着人工智能的普及和流行，云服务商开始提供图形处理器的算力，客户无需自行购买图形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向图形处理器的可信执行环境构建方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：根据GPU可信执行环境创建控制信息，创建GPU可信执行环境创建，获取GPU可信执行环境创建控制信息；/n步骤S2：根据GPU提交控制信息、GPU执行任务控制信息，进行GPU提交和执行任务，获取GPU提交和执行任务结果信息；/n根据GPU检查控制信息、GPU启动控制信息，进行GPU任务在可信执行环境中检查和启动，获取GPU提交和执行任务结果信息；/n步骤S3：获取面向图形处理器的可信执行环境构建结果信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向图形处理器的可信执行环境构建方法，其特征在于，包括：
步骤S1：根据GPU可信执行环境创建控制信息，创建GPU可信执行环境创建，获取GPU可信执行环境创建控制信息；
步骤S2：根据GPU提交控制信息、GPU执行任务控制信息，进行GPU提交和执行任务，获取GPU提交和执行任务结果信息；
根据GPU检查控制信息、GPU启动控制信息，进行GPU任务在可信执行环境中检查和启动，获取GPU提交和执行任务结果信息；
步骤S3：获取面向图形处理器的可信执行环境构建结果信息。


2.根据权利要求1所述的面向图形处理器的可信执行环境构建方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1.1：用户程序调用驱动相关接口，创建新的GPU上下文；
步骤S1.2：调用vmfunc，切换扩展页表，然后进入内核态；
步骤S1.3：GPU驱动执行创建上下文的代码；
步骤S1.4：IOMMU驱动为步骤S1.3中创建的上下文分配新的PASID；
步骤S1.5：IOMMU驱动在IOMMU页表上为新的PASID区域填写页表项；
步骤S1.6：Tinyhypervisor捕获并仿真IOMMU页表写操作；
步骤S1.7：GPU上下文创建完成，返回用户态；
步骤S1.8：调用vmfunc，切换扩展页表，进入用户态。


3.根据权利要求1所述的面向图形处理器的可信执行环境构建方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2.1：用户将数据和GPUkernel从磁盘加载到内存；
步骤S2.2：用户调用GPU驱动接口，在GPU的内部存储上分配空间；
步骤S2.3：切换到内核态页表，进入内核态；
步骤S2.4：GPU驱动通过MMIO分配显存空间；
步骤S2.5：Tinyhypervisor捕获MMIO操作，执行检查，并进行仿真。


4.根据权利要求3所述的面向图形处理器的可信执行环境构建方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
步骤S2.6：IOMMU驱动在当前上下文对应的IOMMU页表上新增映射；
步骤S2.7：Tinyhypervisor捕获写IOMMU页表操作，执行检查，并进行仿真；
步骤S2.8：GPU驱动通过DMA把数据拷贝到GPU显存上；
步骤S2.9：切换到用户扩展页表，进入用户态；根据用户代码，若继续分配内存则进入步骤2，若开始执行则进入步骤10；
步骤S2.10：用户启动GPU任务；
步骤S2.11：切换到内核态页表，进入内核态；
步骤S2.12：GPU驱动通过MMIO启动GPU任务。


5.根据权利要求4所述的面向图形处理器的可信执行环境构建方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
步骤S2.13：Tinyhypervisor捕获MMIO操作，执行检查，并进行仿真；
步骤S2.14：GPU执行任务；在任务完成之前，CPU继续执行；
步骤S2.15：任务结束，GPU通过中断通知驱动；
步骤S2.16：用户调用GPU驱动接口，得知任务已经完成，读取数据。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文韬，夏虞斌，陈海波，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31