CN114020670A - 一种pcie卡的管理方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种PCIE卡的管理方法，包括：当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件；如果是，则发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的移除操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务终止当前任务。应用本申请的方案，支持PCIE卡的热插拔。本申请公开了一种PCIE卡的管理系统、设备及存储介质，具有相应技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种PCIE卡的管理方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
目前，采用PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准)总线协议进行通信的设备越来越多。例如，在云计算时代，海量数据需要在不同主机设备之间写入和写出，数据交换一般使用FC(Fibre Channel，光纤通道)网络或以太网络，具有高带宽、高可靠性、高稳定性，能抵抗电磁干扰，容易构建大型的数据传输和通信网络等优点。在进行这些网络的构建时，在CPU与FC网络或以太网络之间，通常使用的就是PCIE总线协议实现数据传输。
在PICE卡长时间运行时，可能因为各种异常场景而导致PICE卡损坏，这种情况发生时，如果是板载的PCIE卡，整个替换硬件设备的费用高昂，并且会中断正在运行的业务。为此提出了外插PCIE卡的需求。
综上所述，如何在不对整个设备下电的情况下，更换外插的PCIE卡，即实现PCIE卡的热插拔，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种PCIE卡的管理方法、系统、设备及存储介质，以实现PCIE卡的热插拔。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种PCIE卡的管理方法，包括：
当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对所述目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件；
如果是，则发送所述PCIE热插拔中断至对应于所述目标PCIE卡的内核态业务，以使所述内核态业务进行所述目标PCIE卡的移除操作，并通过所述内核态业务通知对应于所述目标PCIE卡的用户态业务，以使所述用户态业务终止当前任务。
优选的，所述目标PCIE卡所在端口为预设了用于进行热插拔检测的长短针脚结构的端口，所述不在位信号为所述目标PCIE卡所在端口通过检测各个针脚的电平状态而确定出的不在位信号。
优选的，还包括：
预先将主机的PCIE热插拔中断绑定至预设的目标CPU。
优选的，所述目标CPU为从业务分配量低于预设的业务量阈值的CPU集合中选取出的CPU。
优选的，还包括：
预先将所述目标PCIE卡对应的完成超时寄存器中的参数调整至预设范围。
优选的，在所述用户态业务终止当前任务之后，还包括：
通过所述用户态业务向输出表示所述目标PCIE卡的通信链路断开的通知。以使接收到所述通知的主机进行通信链路的调整。
优选的，还包括：
当目标PCIE卡被插入时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的在位信号，并且触发针对所述目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被插入的事件；
如果是，则发送所述PCIE热插拔中断至对应于所述目标PCIE卡的内核态业务，以使所述内核态业务进行所述目标PCIE卡的建立操作，并通过所述内核态业务通知对应于所述目标PCIE卡的用户态业务，以使所述用户态业务利用所述目标PCIE卡执行任务。
一种PCIE卡的管理系统，包括：
中断触发模块，用于当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对所述目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
验证模块，用于通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件；
如果是，则触发执行模块，用于发送所述PCIE热插拔中断至对应于所述目标PCIE卡的内核态业务，以使所述内核态业务进行所述目标PCIE卡的移除操作，并通过所述内核态业务通知对应于所述目标PCIE卡的用户态业务，以使所述用户态业务终止当前任务。
一种PCIE卡的管理设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述任一项所述的PCIE卡的管理方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的PCIE卡的管理方法的步骤。
应用本发明实施例所提供的技术方案，当目标PCIE卡被拔出时，目标PCIE卡所在端口会上报不在位信号，从而触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断。通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件，可以进一步确认目标PCIE卡确实是被拔出了，因此，便会发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的移除操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务终止当前任务。可以看出，通过本申请的方案，支持PCIE卡的热插拔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种PCIE卡的管理方法的实施流程图；
图2为本发明中一种PCIE卡的管理系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种PCIE卡的管理方法，支持PCIE卡的热插拔。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明中一种PCIE卡的管理方法的实施流程图，该PCIE卡的管理方法可以包括以下步骤：
步骤S101：当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断。
具体的，本申请的方案支持PCIE卡的热插拔，即在不对整个设备下电的情况下更够更换外插的PCIE卡。
目标PCIE卡可以是任意一个应用本申请的方案从而支持热插拔的PCIE卡，具体类型也可以有多种，例如具体为FC卡，以太网卡等。并且可以理解的是，在采用本申请的方案时，要求PCIE卡不能是板载固定的PCIE卡，即物理结构上要能够插拔，并且，目标PCIE卡所在端口要能够支持实现PCIE卡的插拔检测，该检测的具体实现方式可以根据实际情况进行设定。
例如在实际应用中，一种较为简单、常用的方式是通过长、短针脚实现检测，即在本发明的一种具体实施方式中，目标PCIE卡所在端口为预设了用于进行热插拔检测的长短针脚结构的端口，不在位信号为目标PCIE卡所在端口通过检测各个针脚的电平状态而确定出的不在位信号。
可以理解的是，由于存在长、短针脚，当PCIE卡被拔出时，短针脚和长针脚会先后发生电平变化，因此，当目标PCIE卡被拔出时，目标PCIE卡所在端口能够检测到特定的长、短针电平变化情况，从而确定是发生了目标PCIE卡被拔出的情况，生成目标PCIE卡的不在位信号并进行上报。
相应的，目标PCIE卡被插入时，长针脚和短针脚会先后发生电平变化，从而使得目标PCIE卡所在端口能够检测出目标PCIE卡被插入。
可以由操作系统内核接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，例如具体为Linux内核，进而触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断，即触发PCIEHP(PCIE Hot Plug，PCIE热插拔)中断。
此外，在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
预先将主机的PCIE热插拔中断绑定至预设的目标CPU。
该种实施方式中，修改了主机设备的CPU核心绑定机制，即预先将PCIEHP中断绑定至预设的目标CPU上，即专门由目标CPU来处理PCIEHP中断，可以避免部分场合中，PCIEHP中断对于较为繁忙的CPU造成影响。目标CPU可以根据需要进行设定和调整，但可以理解的是，应当选取的是主机中不太繁忙的CPU作为本申请的目标CPU。
在本发明的一种具体实施方式中，目标CPU为从业务分配量低于预设的业务量阈值的CPU集合中选取出的CPU。该种实施方式中，可以确定出各个CPU的业务分配量，进而按照低于业务分配量低于预设的业务量阈值的规则，划分出一个CPU集合，可以看出，该CPU集合中的CPU均为不繁忙的CPU，进而可以从中选取出一个CPU作为本申请的目标CPU。
步骤S102：通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件。如果是，则执行步骤S103。
操作系统内核触发了针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断之后，为了避免误检测的情况，会通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件，具体所检测的寄存器的数量以及类型均可以根据实际情况进行设定和调整，只要能够有效地完成验证即可。在实际应用中，通常是遍历特定类型的寄存器，从而验证是否确实发生了PCIE外插卡被拔出的事件。
当然，如果验证结果是没有发生PCIE外插卡被拔出的事件，则可能是端口误检测等原因导致的，便不会触发后续步骤。此外，在实际应用中，为了保证可靠性和稳定性，可以进行事件记录或者提示信息的输出，以便工作人员进行这样的情况的处理。
步骤S103：发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的移除操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务终止当前任务。
操作系统内核经过验证，确认是发生了PCIE外插卡被拔出的事件之后，便可以将PCIE热插拔中断发送至对应于目标PCIE卡的内核态业务。
内核态业务接收了该PCIE热插拔中断之后，便可以进行目标PCIE卡的移除操作，该移除操作具体可以包括目标PCIE卡的下电，资源释放等操作。
移除完毕之后，内核态业务会将目标PCIE卡被拔出的这一事件通知到对应于目标PCIE卡的用户态业务，例如具体场合中可以通过netlink协议通知。
通知了对应于目标PCIE卡的用户态业务之后，用户态业务便会终止当前任务，即终止正在执行的任务。
进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，在用户态业务终止当前任务之后，还可以包括：
通过用户态业务向输出表示目标PCIE卡的通信链路断开的通知。以使接收到通知的主机进行通信链路的调整。
该种实施方式中，用户态业务可以告知其他主机设备目标PCIE卡的通信链路已经断开了，从而使得其他主机设备进行通信链路的调整，即不再选用目标PCIE卡的通信链路进行数据传输，保障了数据传输的可靠进行。
在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：
预先将目标PCIE卡对应的完成超时寄存器中的参数调整至预设范围。
该种实施方式中，通过将目标PCIE卡对应的完成超时寄存器中的参数调整至预设范围，可以防止CPU与PCIE外插卡之间交换数据时，长时间没有应答的情况，当然，该预设范围需要为合理的数值范围，以合理地限制CPU与PCIE外插卡之间交换数据的等待时长，例如设置为16ms至55ms。
在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
当目标PCIE卡被插入时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的在位信号，并且触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被插入的事件；
如果是，则发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的建立操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务利用目标PCIE卡执行任务。
在前述实施方式中，以目标PCIE被拔出为例，介绍了操作系统内核的工作过程，实现了在不需要进行主机设备上下电的情况下，拔出目标PCIE，该种实施方式中则可以在不需要进行主机设备上下电的情况下，插入目标PCIE卡。由于与上文的实施方式相对应，此处便不再展开说明。
应用本发明实施例所提供的技术方案，当目标PCIE卡被拔出时，目标PCIE卡所在端口会上报不在位信号，从而触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断。通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件，可以进一步确认目标PCIE卡确实是被拔出了，因此，便会发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的移除操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务终止当前任务。可以看出，通过本申请的方案，支持PCIE卡的热插拔。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种PCIE卡的管理系统，可与上文相互对应参照。
参见图2所示，为本发明中一种PCIE卡的管理系统的结构示意图，包括：
中断触发模块201，用于当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
验证模块202，用于通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件；如果是，则触发执行模块203；
触发执行模块203，用于发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的移除操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务终止当前任务。
在本发明的一种具体实施方式中，目标PCIE卡所在端口为预设了用于进行热插拔检测的长短针脚结构的端口，不在位信号为目标PCIE卡所在端口通过检测各个针脚的电平状态而确定出的不在位信号。
在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
CPU绑定模块，用于预先将主机的PCIE热插拔中断绑定至预设的目标CPU。
在本发明的一种具体实施方式中，目标CPU为从业务分配量低于预设的业务量阈值的CPU集合中选取出的CPU。
在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
完成超时寄存器参数调整模块，用于预先将目标PCIE卡对应的完成超时寄存器中的参数调整至预设范围。
在本发明的一种具体实施方式中，还包括：
链路通知模块，用于通过用户态业务向输出表示目标PCIE卡的通信链路断开的通知。以使接收到通知的主机进行通信链路的调整。
在本发明的一种具体实施方式中，中断触发模块201，还用于：当目标PCIE卡被插入时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的在位信号，并且触发针对目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
验证模块202，还用于通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被插入的事件；如果是，则触发执行模块203；
触发执行模块203还用于：发送PCIE热插拔中断至对应于目标PCIE卡的内核态业务，以使内核态业务进行目标PCIE卡的建立操作，并通过内核态业务通知对应于目标PCIE卡的用户态业务，以使用户态业务利用目标PCIE卡执行任务。
相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种PCIE卡的管理设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中的PCIE卡的管理方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
该PCIE卡的管理设备可以包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序以实现如上述任一实施例中的PCIE卡的管理方法的步骤。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种PCIE卡的管理方法，其特征在于，包括：
当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对所述目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件；
如果是，则发送所述PCIE热插拔中断至对应于所述目标PCIE卡的内核态业务，以使所述内核态业务进行所述目标PCIE卡的移除操作，并通过所述内核态业务通知对应于所述目标PCIE卡的用户态业务，以使所述用户态业务终止当前任务。
2.根据权利要求1所述的PCIE卡的管理方法，其特征在于，所述目标PCIE卡所在端口为预设了用于进行热插拔检测的长短针脚结构的端口，所述不在位信号为所述目标PCIE卡所在端口通过检测各个针脚的电平状态而确定出的不在位信号。
3.根据权利要求1所述的PCIE卡的管理方法，其特征在于，还包括：
预先将主机的PCIE热插拔中断绑定至预设的目标CPU。
4.根据权利要求3所述的PCIE卡的管理方法，其特征在于，所述目标CPU为从业务分配量低于预设的业务量阈值的CPU集合中选取出的CPU。
5.根据权利要求1所述的PCIE卡的管理方法，其特征在于，还包括：
预先将所述目标PCIE卡对应的完成超时寄存器中的参数调整至预设范围。
6.根据权利要求1所述的PCIE卡的管理方法，其特征在于，在所述用户态业务终止当前任务之后，还包括：
通过所述用户态业务向输出表示所述目标PCIE卡的通信链路断开的通知。以使接收到所述通知的主机进行通信链路的调整。
7.根据权利要求1所述的PCIE卡的管理方法，其特征在于，还包括：
当目标PCIE卡被插入时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的在位信号，并且触发针对所述目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被插入的事件；
如果是，则发送所述PCIE热插拔中断至对应于所述目标PCIE卡的内核态业务，以使所述内核态业务进行所述目标PCIE卡的建立操作，并通过所述内核态业务通知对应于所述目标PCIE卡的用户态业务，以使所述用户态业务利用所述目标PCIE卡执行任务。
8.一种PCIE卡的管理系统，其特征在于，包括：
中断触发模块，用于当目标PCIE卡被拔出时，接收到目标PCIE卡所在端口上报的不在位信号，并且触发针对所述目标PCIE卡的PCIE热插拔中断；
验证模块，用于通过检测寄存器状态值验证是否发生了PCIE外插卡被拔出的事件；
如果是，则触发执行模块，用于发送所述PCIE热插拔中断至对应于所述目标PCIE卡的内核态业务，以使所述内核态业务进行所述目标PCIE卡的移除操作，并通过所述内核态业务通知对应于所述目标PCIE卡的用户态业务，以使所述用户态业务终止当前任务。
9.一种PCIE卡的管理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的PCIE卡的管理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的PCIE卡的管理方法的步骤。
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