3. PCI Express I/O 虚拟化指南¶

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。物理设备称为物理功能 (PF)，而虚拟设备称为虚拟功能 (VF)。VF 的分配可以通过 PF 通过封装在功能中的寄存器动态控制。默认情况下，此功能未启用，PF 的行为与传统的 PCIe 设备相同。一旦启用，每个 VF 的 PCI 配置空间都可以通过其自己的总线、设备和功能号（路由 ID）访问。并且每个 VF 也有 PCI 内存空间，用于映射其寄存器集。VF 设备驱动程序操作寄存器集，使其能够发挥作用并显示为真实存在的 PCI 设备。

3.2. 用户指南¶

3.2.1. 如何启用 SR-IOV 功能¶

有多种方法可以启用 SR-IOV。在第一种方法中，设备驱动程序（PF 驱动程序）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 功能，则加载其 PF 驱动程序将启用它以及与 PF 关联的所有 VF。某些 PF 驱动程序需要设置模块参数来确定要启用的 VF 数量。在第二种方法中，写入 sysfs 文件 sriov_numvfs 将启用和禁用与 PCIe PF 关联的 VF。此方法启用每个 PF 的 VF 启用/禁用值，而第一种方法适用于同一设备的所有 PF。此外，PCI SRIOV 核心支持确保启用/禁用操作有效，以减少多个驱动程序中对相同检查的重复，例如，如果启用 VF，则检查 numvfs == 0，确保 numvfs <= totalvfs。对于新的/未来的 VF 设备，建议使用第二种方法。

3.2.2. 如何使用虚拟功能¶

VF 在内核中被视为热插拔 PCI 设备，因此它们应该能够以与真实 PCI 设备相同的方式工作。VF 需要与普通 PCI 设备的设备驱动程序相同。

3.3. 开发者指南¶

3.3.1. SR-IOV API¶

启用 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 数量。

对于第二种方法，从 sysfs

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

禁用 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

要在主机上通过兼容的驱动程序启用自动探测 VF，请在启用 SR-IOV 功能之前运行以下命令。这是默认行为。

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

要在主机上通过兼容的驱动程序禁用自动探测 VF，请在启用 SR-IOV 功能之前运行以下命令。更新此条目不会影响已探测到的 VF。

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

3.3.2. 用法示例¶

以下代码片段说明了 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,
};

Linux 内核

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