3. PCI Express I/O 虚拟化指南¶

版权

作者

Yu Zhao <yu.zhao@intel.com>
Donald Dutile <ddutile@redhat.com>

3.1. 概述¶

3.1.1. 什么是SR-IOV¶

单根I/O虚拟化（SR-IOV）是一种PCI Express扩展功能，它使一个物理设备显示为多个虚拟设备。物理设备被称为物理功能（PF），而虚拟设备被称为虚拟功能（VF）。VF的分配可以由PF通过封装在该功能中的寄存器动态控制。默认情况下，该功能未被启用，PF表现为传统的PCIe设备。一旦开启，每个VF的PCI配置空间都可以通过自己的总线、设备和功能编号（路由ID）来访问。而且每个VF也有PCI内存空间，用于映射其寄存器集。VF设备驱动程序对寄存器集进行操作，这样它就可以发挥功能，并作为一个真正的现有PCI设备出现。

3.2. 使用指南¶

3.2.1. 我怎样才能启用SR-IOV功能¶

有多种方法可用于SR-IOV的启用。在第一种方法中，设备驱动（PF驱动）将通过SR-IOV 核心提供的API控制功能的启用和禁用。如果硬件具有SR-IOV能力，加载其PF驱动器将启用它和与PF相关的所有VF。一些PF驱动需要设置一个模块参数，以确定要启用的VF的数量。在第二种方法中，对sysfs文件sriov_numvfs的写入将启用和禁用与PCIe PF相关的VF。这种方法实现了每个PF的VF启用/禁用值，而第一种方法则适用于同一设备的所有PF。此外， PCI SRIOV核心支持确保启用/禁用操作是有效的，以减少同一检查在多个驱动程序中的重复，例如，如果启用VF，检查numvfs == 0，确保numvfs <= totalvfs。第二种方法是对新的/未来的VF设备的推荐方法。

3.2.2. 我怎样才能使用虚拟功能¶

在内核中，VF被视为热插拔的PCI设备，所以它们应该能够以与真正的PCI设备相同的方式工作。VF需要的设备驱动与普通PCI设备的驱动相同。

3.3. 开发者指南¶

3.3.1. SR-IOV API¶

用来开启SR-IOV功能:

对于第一种方法，在驱动程序中:

int pci_enable_sriov(struct pci_dev *dev, int nr_virtfn);

nr_virtfn’是要启用的VF的编号。

对于第二种方法，从sysfs:

echo 'nr_virtfn' > \
/sys/bus/pci/devices/<DOMAIN:BUS:DEVICE.FUNCTION>/sriov_numvfs

用来关闭SR-IOV功能:

对于第一种方法，在驱动程序中:

void pci_disable_sriov(struct pci_dev *dev);

对于第二种方法，从sysfs:

echo  0 > \
/sys/bus/pci/devices/<DOMAIN:BUS:DEVICE.FUNCTION>/sriov_numvfs

要想通过主机上的兼容驱动启用自动探测VF，在启用SR-IOV功能之前运行下面的命令。这是默认的行为。

echo 1 > \
/sys/bus/pci/devices/<DOMAIN:BUS:DEVICE.FUNCTION>/sriov_drivers_autoprobe

要禁止主机上的兼容驱动自动探测VF，请在启用SR-IOV功能之前运行以下命令。更新这个入口不会影响已经被探测的VF。

echo  0 > \
/sys/bus/pci/devices/<DOMAIN:BUS:DEVICE.FUNCTION>/sriov_drivers_autoprobe

3.3.2. 用例¶

下面的代码演示了SR-IOV API的用法

static int dev_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
{
        pci_enable_sriov(dev, NR_VIRTFN);

        ...

        return 0;
}

static void dev_remove(struct pci_dev *dev)
{
        pci_disable_sriov(dev);

        ...
}

static int dev_suspend(struct device *dev)
{
        ...

        return 0;
}

static int dev_resume(struct device *dev)
{
        ...

        return 0;
}

static void dev_shutdown(struct pci_dev *dev)
{
        ...
}

static int dev_sriov_configure(struct pci_dev *dev, int numvfs)
{
        if (numvfs > 0) {
                ...
                pci_enable_sriov(dev, numvfs);
                ...
                return numvfs;
        }
        if (numvfs == 0) {
                ....
                pci_disable_sriov(dev);
                ...
                return 0;
        }
}

static struct pci_driver dev_driver = {
        .name =         "SR-IOV Physical Function driver",
        .id_table =     dev_id_table,
        .probe =        dev_probe,
        .remove =       dev_remove,
        .driver.pm =    &dev_pm_ops
        .shutdown =     dev_shutdown,
        .sriov_configure = dev_sriov_configure,
};

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