[發明專利]一種用于多根共享系統的I/O重映射方法和裝置

有效

• 申請號: 201210172844.5
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102722458A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 劉小麗;曹政;張佩珩;安學軍;孫凝暉;王展;蘇勇;劉飛龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06F13/20
• 分類號: G06F13/20
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

技術領域

本發明涉及I/O虛擬化技術，特別是涉及多根I/O虛擬化共享系統的I/O重映射方法和裝置。

背景技術

PCIe（Peripheral?Component?Interface?Express）設備功能在系統中的標識通常都用一個由總線號（BUS）/設備號(Device)/功能號(Function)組成的ID號(B/D/F)來指示。系統上電后，系統初始化軟件首先根據ID路由對系統中所有的I/O設備進行枚舉發現和初始化配置，同時也為設備功能分配了其在PCIe域中的ID號和其所映射的地址窗口等。設備初始化完成后，系統軟件和驅動程序等上層軟件可以通過ID或者地址路由定向到設備。在多根I/O虛擬化共享系統中，為了避免系統競爭和沖突，I/O設備能被多個根節點使用，但是只能由一個根節點控制。系統上電時，I/O設備功能首先被主控制根節點初始化配置其在主控制根節點PCIe域中的ID號和地址窗口。當設備功能被分配給從屬根節點使用時，使用一個虛擬的設備功能作為從屬根節點PCIe域的設備占位符，并接受從屬根節點分配的本地PCIe域中的ID號和地址窗口。因此，對于從屬根節點使用本地PCIe域的ID號和地址對設備功能進行的訪問，需要進行重映射，才能實現從屬根節點直接訪問I/O設備。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于多根I/O虛擬化共享系統的直接I/O重映射方法,包括：

步驟1，I/O設備功能基地址定義提取，并記錄各基地址寄存器序號與其定義的地址窗口對應的基地址序號之間的映射關系；

步驟2，主控制根節點PCIe域中的功能基地址寫存儲，建立功能基地址序號到其在主控制根節點PCIe域的基地址的映射；

步驟3，設備功能ID映射關系寫存儲，建立設備功能在主控制根節點PCIe域和從屬根節點PCIe域中的ID號之間的映射；

步驟4，從屬根節點PCIe域中的功能基地址寫存儲，建立從屬根節點PCIe域的基地址到其對應的功能基地址序號的映射；

步驟5，直接I/O重映射，對從屬根節點和I/O設備間的事務包進行重映射操作。

所述用于多根I/O虛擬化共享系統的直接I/O重映射方法,步驟1還包括：

所述基地址定義提取是在主控制根節點系統發現階段，獲取I/O設備功能配置空間中通過各基地址寄存器（Base?Address?Register，BAR）定義的地址窗口類型，并提取各地址窗口對應的基地址掩碼；

所述基地址掩碼，用于指定系統配置的地址窗口中地址的哪些位是固定位，通過所述基地址掩碼可以提取訪存地址對應的基地址；

所述基地址序號，用于表示設備的功能向系統申請的地址窗口數按照BAR寄存器號順序排列的序列號，一個I/O設備中同類型的各功能向系統申請的地址窗口類型和數目相同。

所述的用于多根I/O虛擬化共享系統的直接I/O重映射方法,所述步驟2還包括：

所述主控制根節點PCIe域中的功能基地址寫存儲是在主控制根節點系統初始化配置階段，通過解析配置事務包，提取事務包中指示的功能基地址序號作為地址索引，寫存儲所述功能基地址序號對應的基地址。

所述功能基地址序號，由基地址序號k和主控制根節點PCIe域中的設備功能號p組合而成，功能基地址序號（k,p）指示的基地址是系統為設備中功能號為p分配的第n個基地址。

所述用于多根I/O虛擬化共享系統的直接I/O重映射方法,步驟3還包括：

所述設備功能ID映射關系寫存儲是在主控制根節點進行設備I/O資源分配階段，通過解析設備分配事務包，提取事務包中指示的設備功能在主控制根節點PCIe域的功能號作為地址索引，寫存儲由所述功能所屬的根節點標識ID以及所述功能在所屬根節點PCIe域中的功能號組成的數據項，建立設備功能在主控制根節點PCIe域中的ID號和其在從屬根節點PCIe域中的ID號之間的映射。

所述的用于多根I/O虛擬化共享系統的直接I/O重映射方法,所述步驟4還包括：

所述從屬根節點PCIe域中的功能基地址寫存儲是在從屬根節點系統PCIe重掃描階段，通過解析配置事務包，提取事務包中指示的功能基地址序號作為地址索引，寫存儲所述功能基地址序號對應的基地址。

所述用于多根I/O虛擬化共享系統的直接I/O重映射方法,步驟5還包括：