用于多根I/O 虚拟化共享系统的I/O 资源管理方法

本发明公开一种用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，所述方法是指利用一个主控制根节点对多根I/O虚拟化共享系统中的所有I/O设备进行集中式的初始化配置和分配管理，包括：步骤1，主控制根节点对系统中的I/O资源枚举发现和初始化配置；步骤2，主控制根节点通过PCIe管理模块，辅助管理用户管理和控制系统中的I/O设备资源，执行管理用户制定的I/O资源分配策略;步骤3，主控制根节点通过PCIe管理模块和I/O资源分配表，建立设备功能与其所属的根节点的映射关系，实现I/O资源动态分配。

1.一种用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，包括：步骤1，主控制根节点对系统中的I/O资源枚举发现和初始化配置；步骤2，主控制根节点通过PCIe管理模块，辅助管理用户管理和控制系统中的I/O设备资源，执行管理用户制定的I/O资源分配策略；步骤3，主控制根节点通过PCIe管理模块和I/O资源分配表，建立设备功能与其所属的根节点的映射关系，实现I/O资源动态分配；其中，I/O资源动态分配包括：I/O资源初始化分配，所述I/O资源初始化分配指在系统初始化时，主控制根节点为各从属根节点分配设备功能，建立初始的PCIe拓扑结构的过程；I/O资源回收，所述I/O资源回收指在不影响其他根节点工作的情况下，主控制根节点在从属根节点删除I/O设备功能的过程；I/O资源再分配，所述I/O资源再分配指在不影响其他根节点工作的情况下，主控制根节点向从属根节点增加I/O设备功能的过程。
2.如权利要求1所述的用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤21，PCIe管理模块收集系统中所有PCIe组件信息并呈现给管理用户，辅助管理用户初始化或者修改资源分配策略；其中，所述PCIe组件包括系统中所有的根节点和所有的I/O设备；步骤22，PCIe管理模块根据用户的资源分配策略，发送设备分配指令，实现I/O资源的分配管理。
3.如权利要求2所述的用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，所述PCIe组件信息包括：根节点信息，所述根节点信息，包括根节点的数目、每个根节点拥有的I/O资源以及各根节点的负载状态；I/O设备信息，所述I/O设备信息，包括设备功能ID号、设备功能描述信息以及设备功能占用情况。
4.如权利要求1所述的用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，所述I/O资源分配表包括：所述资源分配表位于多根I/O虚拟化共享控制器的每个PCIe下游端口中，每个I/O设备对应一张I/O资源分配表；所述资源分配表记录了设备功能与其所属的根节点的映射关系；其中，表索引是设备功能在主控制根节点PCIe域中的ID号，表条目内容描述了设备功能所属的根节点标识ID及其在所属根节点PCIe域中的ID号。
5.如权利要求1所述的用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，所述I/O资源初始化分配包括：步骤61，管理用户根据根节点的需求和系统的I/O资源制定初始的分配策略，并通过PCIe管理模块发送设备分配指令；步骤62，PCIe管理模块通过发送设备分配事务包，执行管理用户的资源分配策略；所述设备分配事务包，是PCIe内存写事务包，所述PCIe内存写事务包指示了要操作的设备功能ID号，即在主控制根节点PCIe域中的ID号、该设备功能所属的根节点标识ID以及其在所属根节点PCIe域中的ID号；其中，所属根节点ID号为从属根节点ID号，指示一个设备分配指令；步骤63，PCIe下游端口接收到步骤62中所述设备分配事务包，解析事务包获取要操作的设备功能ID号、其所属的根节点标识ID以及其在所属根节点PCIe域中的ID号；并将由设备功能所属的根节点标识ID和其在所属根节点PCIe域中的ID号组成内容，写入要操作的设备功能ID号指示的I/O资源分配表相应的表项中，进而为各从属根节点指定了分配的I/O设备功能；步骤64，主控制根节点完成对从属根节点的I/O设备资源初始化分配后，从属根节点被引导进行PCIe设备重扫描，发现和初始化配置分配得到的设备功能。
6.如权利要求1所述的用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，所述I/O资源回收包括：步骤71，管理用户根据需求决定从某个根从属节点删除某个设备功能，通过PCIe管理软件发送设备回收指令；步骤72，PCIe管理模块通过发送设备分配事务包，执行管理用户的资源回收指令；所述设备分配事务包，是PCIe内存写事务包，所述PCIe内存写事物包指示了要操作的I/O设备功能ID号、该设备功能所属的根节点ID号以及其在所属根节点PCIe域中的ID号；其中，功能所属的根节点标识ID为主控制根节点标识ID，指示一个设备回收指令；步骤73，PCIe下游端口接收设备分配事务包，解析事务包获取要操作的设备功能ID号、其所属的根节点标识ID以及其在所属根节点PCIe域中的ID号；步骤74，所属根节点标识ID判定；如果配置事务包中指示的所属根节点标识ID为主控制根节点标识ID，指示一个设备回收指令；步骤75，读取事务包要操作的设备功能ID号指示的I/O资源分配表对应的表项，向表项指示的从属根节点发送一个虚拟热插拔事件，通知有I/O设备功能将被拔除；步骤76，复位操作的设备功能ID号指示的I/O资源分配表相应的表项；将由主控制根节点标识ID和值为全零的功能ID号组成内容，写入要操作的设备功能ID号指示的I/O资源分配表相应的表项中；步骤77，目标从属根节点接收到该热插拔事件，将该设备从PCIe拓扑结构中移除，并卸载相应的驱动程序。
7.如权利要求1所述的用于多根I/O虚拟化共享系统的I/O资源管理方法，其特征在于，所述I/O资源再分配包括：步骤81，管理用户根据需求决定并指示向某个从属根节点增加某个设备功备，通过PCIe管理软件发送设备再分配指令；步骤82，PCIe管理模块通过发送设备分配事务包，执行管理用户的资源再分配指令；所述设备分配事务包，是PCIe内存写事务包，所述PCIe内存写事务包指示了要操作的I/O设备功能ID号，即在主控制根节点PCIe域中的ID号、该设备功能所属的根节点标识ID以及其在所属根节点PCIe域中的ID号；其中，功能所属的根节点标识ID为从属根节点标识ID，指示一个设备分配指令；步骤83，PCIe下游端口接收设备分配事务包，解析事务包获取要操作的设备功能ID号、其所属的根节点标识ID以及其在所属根节点PCIe域中的ID号；步骤84，所属根节点标识ID判定；如果配置事务包中指示的所属根节点ID为非主控制根节点ID，指示一个设备分配指令；步骤85，向事务包指示的从属根节点发送一个虚拟热插拔事件，通知对应的从属根节点有I/O设备插入其PCIe拓扑结构；同时，将由设备功能所属的根节点标识ID和其在所属根节点PCIe域中的ID号组成内容，写入要操作的设备功能ID号指示的I/O资源分配表相应的表项中，进而为该从属根节点增加分配一个I/O设备功能；步骤86，目标从属根节点接收到热插拔事件，对该设备进行扫描和初始化配置，并加载相应的驱动程序。