[发明专利]在Linux系统下支持多RC的PCIE设备动态扫描方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统应用技术领域，具体涉及在Linux系统下支持多RC(Root complex,根组件)的PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速外设部件互连)设备动态扫描方法。

背景技术

目前，Linux系统被广泛适用于嵌入式产品开发中，随着嵌入式技术的发展，产品设计的集成度也越来越高，在高端通信设备中，嵌入式Linux系统需要支持多种类型的PCIE设备，有的PCIE设备需要在系统正常启动后再按照一定的时序配置好其电源、时钟才能正常工作；有的PCIE设备需要在系统正常运行时卸载。

通常Linux系统内核在启动时会自动扫描PCIE设备，并且为其配置和分配系统的总线号、地址、中断等资源；而Linux系统启动时一旦为PCIE设备分配了资源，那么即使在系统运行过程中添加或配置了新的PCIE设备，在系统不复位的情况下，这些已经被分配的资源也不会改变，以至于影响系统对动态加载的PCIE设备的支持，造成系统不能支持PCIE设备的动态加载，严重制约了系统的扩展性和实用性，尤其对于长期不能掉电需要在线扩展功能的设备而言影响跟为严重，例如骨干网通信节点设备。

为了能够支持PCIE设备的动态扫描，满足特殊设备节点高稳定性、可扩展性的要求，目前业界的做法是通过对Linux系统传统的sysfs文件子系统的访问实现对PCIE设备的动态扫描和卸载等操作，实现长期不间断业务站点的功能扩展或升级的功能，如图2所示，在上述方案中，在Linux内核初始化好PCI子系统后，用户通过sysfs文件子系统发送命令，内核对用户命令进行解析，然后执行相应的设备扫描或者卸载操，相关命令示例如下：

扫描PCIE设备命令示例：

echo 1>/sys/bus/pci/slots/0001/:03/:00.0/power；

卸载PCIE设备命令示例：

echo 0>/sys/bus/pci/slots/0001/:03/:00.0/power。

如图1所示，在嵌入式Linux系统中，内核上电初始化时对PCIE总线采用深度优先的扫描算法，对于包含多个RC的系统，内核会依次为每个RC按照深度优先的算法分配总线号资源，系统首先深度优先遍历第一个RC,分配了总线号0和1；接着深度优先遍历第二个RC,分配了总线号2和3；最后深度优先遍历第三个RC，分配了总线号4，5，6，7，8，9，10和11。

而该方案存在以下缺陷：

(1)随着PCIE设备的广泛使用，如今的PCIE设备可能内含桥片，在对PCIE设备动态扫描过程中会产生多级总线，存在多个RC的处理器系统，由于上述方案没有考虑多个RC或者PCIE桥设备动态加入系统的应用场景，此时采用上述方案进行PCIE设备动态扫描方案会产生多级总线地址冲突，造成PCIE设备无法正常加载到系统的严重后果，可见，上述方案无法有效的应用于包含多个RC的系统和包含PCIE桥设备的复杂系统中，解决PCIE总线上的动态扫描或者热拔插之类的问题；

(2)由于有些RC控制器对PCIE设备的访问有一定的约束条件，比如说要求PCIE外设存在且物理链路没问题或者上电时EP设备必须就绪，由于上述方案没有对RC主设备物理链路进行优化控制，当EP物理链路状态变化时，在通过sysfs文件子系统进行PCIE设备扫描时可能会扫描不到PCIE设备、或者导致系统崩溃，不仅致使稳定性较差，还对于嵌入式系统中需要动态配置上电时序、工作时钟的PCIE设备无法支持，只对在上电阶段就链接正常EP设备的动态扫描适用；无法适用于大多数的PCIE桥下行口设备的动态扫描，制约了上述方案的应用范围，使其应用范围变窄；

(3)随着通信系统的高度集成化，动态扩展骨干核心节点的业务板卡应用越来越广泛，很多业务板卡都是以PCIE子卡的方式动态添加到系统中，有些子卡可能还带有多级PCIE桥片，上述PCIE设备动态扫描方案不能实现多级PCIE桥片的PCIE设备动态扫描；

(4)上述方案没有对根总线进行有效防护，当卸载RC根总线后，在不复位的情况下无法恢复，安全性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有PCIE设备的动态扫描和卸载技术可扩展性低、安全性和稳定性差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种在Linux系统下支持多RC的PCIE设备动态扫描方法，包括以下步骤：