支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法及系统，涉及GPU虚拟化技术领域，包括：步骤S1：制作虚拟GPU驱动库；步骤S2：根据所述虚拟GPU驱动库，重新编译在虚拟机上运行的应用程序；步骤S3：制作虚拟GPU接口转发库；步骤S4：虚拟机软件集成所述虚拟GPU接口转发库。本发明专利技术能够实现同时仿真多个GPU，提高仿真效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法及系统


[0001]本专利技术涉及GPU虚拟化
，具体地，涉及一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法及系统。

技术介绍

[0002]当前的GPU仿真领域主要包含三种仿真方案：
[0003]1、软件直接模拟。由于GPU中包含大量并行计算处理单元，而宿主机CPU的包含大量的逻辑控制单元。两者的用途分工不同，设计架构不同。因而使用通用宿主机CPU来仿真虚拟机GPU效率较低。但该方案可用于多GPU的计算机系统仿真。
[0004]2、显卡直通。利用不同显卡厂家提供的特殊接口实现虚拟机直接利用GPU硬件，这种方案虚拟GPU效率高，但GPU不能共享，不适用于仿真多GPU的计算机系统的场景。
[0005]3、API转发。这种方案是通过时间片将GPU硬件分配给虚拟机使用即实现了虚拟的多系统共享GPU，同时虚拟机也有较高的仿真运行效率。
[0006]公开号为CN111399976A的专利技术专利，公开了一种基于API重定向技术的GPU虚拟化实现系统及方法，其中：位于客户端的指令代理模块截获客户端的图像应用程序中与OpenGL相关的API调用指令，并对该指令进行处理后，发送至远程服务器端执行渲染任务；任务调度模块将客户端发来的指令数据进行相应处理得到指令流，并分配给各个微GPU模块；微GPU模块完成指令流的渲染任务，并回传至客户端。该专利中宿主机为远程的服务器，虚拟机为本地的客户端，且网络传输带了性能的损失，性能不如本地应用程序直接数据引用的方式。
>[0007]公开号为CN111552554A的专利技术专利，公开了一种基于图形库API代理的GPU虚拟化方法、系统及介质，该方法不仅配置不具有GPU硬件资源的虚拟机，使其需要处理渲染任务时，调用其图形代理库的API并发出相应的调用通知；而且，还配置具有GPU硬件资源的虚拟机或主机，接收由其它虚拟机的调用通知，并根据接收到的调用通知，调用与图形代理库的API相对应的硬件加速图形库的API，从而通过GPU硬件资源处理其它虚拟机的渲染任务。该专利中虚拟机使用进程间通信的方式传递API信息到宿主机，也有一定的性能损失。并且查找API的方式也有性能损失。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法及系统。
[0009]根据本专利技术提供的一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法及系统，所述方案如下：
[0010]第一方面，提供了一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，所述方法包括：
[0011]步骤S1：制作虚拟GPU驱动库；
[0012]步骤S2：根据所述虚拟GPU驱动库，重新编译在虚拟机上运行的应用程序；
[0013]步骤S3：制作虚拟GPU接口转发库；
[0014]步骤S4：虚拟机软件集成所述虚拟GPU接口转发库。
[0015]优选地，所述步骤S1包括：
[0016]步骤S1.1：虚拟GPU驱动库API接口与OpenGL接口一致，采用所述API接口使虚拟方案适用于多种GPU和多种操作系统；
[0017]步骤S1.2：编写实现所有的虚拟GPU驱动库API函数；
[0018]步骤S1.3：使用待虚拟化的目标机的开发工具链，将所有API接口函数编译成对应的OpenGL链接库。
[0019]优选地，所述步骤S1.2包括：
[0020]步骤S1.2.1：填充约定好的数据结构：其中包括API函数索引值、API函数传入参数的数目、API函数的各个参数以及返回值结构体指针；
[0021]步骤S1.2.2：填充完成触发虚拟机转发接口函数的运行；
[0022]步骤S1.2.3：读取转发接口函数的运行结果；
[0023]步骤S1.2.4：如果运行成功，继续运行，运行不成功则重新开始步骤S1.2.1；
[0024]步骤S1.2.5：如果有返回值，则将返回值返回给虚拟驱动API。
[0025]优选地，所述步骤S2包括：
[0026]步骤S2.1：利用所述虚拟GPU驱动库替换应用程序所引用的OpenGL驱动库；
[0027]步骤S2.2：使用待虚拟化的目标机的开发工具链重新链接应用程序。
[0028]优选地，所述步骤S3包括：
[0029]步骤S3.1：对应于虚拟GPU驱动库中的每个API函数都有对应的虚拟GPU接口转发库函数，实现每个虚拟GPU接口转发库函数的流程如下：
[0030]步骤S3.1.1：读取约定好的数据结构：其中包括API函数索引值、API函数传入参数的数目以及API函数的各个参数；
[0031]步骤S3.1.2：建立能够通过API函数索引值作为索引查找宿主机的GPU驱动库的HASH表；
[0032]步骤S3.1.3：使用HASH表查找GPU驱动库；
[0033]步骤S3.1.4：将传入数据结构中的参数填入运行宿主机GPU驱动API函数；
[0034]步骤S3.1.5：如果有返回值，将返回值放到数据结构中的指定位置；
[0035]步骤S3.2：使用开发虚拟机的开发工具链，将所有的API接口转发库编译成虚拟机软件可引用的链接库。
[0036]优选地，所述步骤S4包括：
[0037]步骤S4.1：虚拟机软件按照步骤S3集成后运行步骤S2得到虚拟机上的应用；
[0038]步骤S4.2：步骤S2的虚拟机上的应用程序运行时调用虚拟GPU驱动库；
[0039]步骤S4.3：虚拟GPU驱动库在虚拟机中通过步骤S3的API转发库调用真实物理机的GPU驱动库从而在宿主机的物理GPU上进行图形运算处理。
[0040]第二方面，提供了一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成系统，所述系统包括：
[0041]模块M1：制作虚拟GPU驱动库；
[0042]模块M2：根据所述虚拟GPU驱动库，重新编译在虚拟机上运行的应用程序；
[0043]模块M3：制作虚拟GPU接口转发库；
[0044]模块M4：虚拟机软件集成所述虚拟GPU接口转发库。
[0045]优选地，所述模块M1包括：
[0046]模块M1.1：虚拟GPU驱动库API接口与OpenGL接口一致，采用所述API接口使虚拟方案适用于多种GPU和多种操作系统；
[0047]模块M1.2：编写所有用到的API接口的虚拟GPU驱动库函数即API函数；
[0048]模块M1.3：实现每个虚拟驱动API函数；
[0049]模块M1.4：使用待虚拟化的目标机的开发工具链，将所有API函数编译成对应的OpenGL链接库；
[0050]所述模块M1.3包括：
[0051]模块M1.3.1：填充约定好的数据结构：其中包括API函数索引值、API函数传入参数的数目、API函数的各个参数以及返回值结构体指针；
[0052]模块M1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，其特征在于，包括：步骤S1：制作虚拟GPU驱动库；步骤S2：根据所述虚拟GPU驱动库，重新编译在虚拟机上运行的应用程序；步骤S3：制作虚拟GPU接口转发库；步骤S4：虚拟机软件集成所述虚拟GPU接口转发库。2.根据权利要求1所述的支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S1.1：虚拟GPU驱动库API接口与OpenGL接口一致，采用所述API接口使虚拟方案适用于多种GPU和多种操作系统；步骤S1.2：编写实现所有的虚拟GPU驱动库API函数；步骤S1.3：使用待虚拟化的目标机的开发工具链，将所有API函数编译成对应的OpenGL链接库。3.根据权利要求2所述的支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，其特征在于，所述步骤S1.2包括：步骤S1.2.1：填充约定好的数据结构：其中包括API函数索引值、API函数传入参数的数目、API函数的各个参数以及返回值结构体指针；步骤S1.2.2：触发运行虚拟GPU接口转发库函数；步骤S1.2.3：读取运行虚拟GPU接口转发库函数的结果；步骤S1.2.4：如果运行成功，继续运行，运行不成功则重新开始步骤S1.2.1；步骤S1.2.5：如果有返回值，则将返回值返回给虚拟驱动API。4.根据权利要求1所述的支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S2.1：利用所述虚拟GPU驱动库替换应用程序所引用的OpenGL驱动库；步骤S2.2：使用待虚拟化的目标机的开发工具链重新链接应用程序。5.根据权利要求1所述的支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S3.1：对应于虚拟GPU驱动库中的每个API函数都有对应的虚拟GPU接口转发库函数，实现每个虚拟GPU接口转发库函数的流程如下：步骤S3.1.1：读取约定好的数据结构：其中包括API函数索引值、API函数传入参数的数目以及API函数的各个参数；步骤S3.1.2：建立能够通过API函数索引值作为索引查找宿主机的GPU驱动库的HASH表；步骤S3.1.3：使用HASH表查找GPU驱动库；步骤S3.1.4：将传入数据结构中的参数填入运行宿主机GPU驱动API函数；步骤S3.1.5：如果有返回值，将返回值放到数据结构中的指定位置；步骤S3.2：使用开发虚拟机的开发工具链，将所有的API接口转发库编译成虚拟机软件可引用的链接库。6.根据权利要求1所述的支持OpenGL的GPU的仿真与集成方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S4.1：虚拟机软件按照步骤S3集成后运行步骤S2得到虚拟机上的应用；步骤S4.2：步骤S2的虚拟机上的应用程序运行时调用虚拟GPU驱动库；步骤S4.3：虚拟GPU驱动库在虚拟机中通过步骤S3的AP...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀林，凤少波，邢逢峰，
申请(专利权)人：上海创景信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：