在Linux系统下支持多RC的PCIE设备动态扫描方法
【技术领域】
[0001]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(Rootcomplex,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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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:
[0005]扫描PCIE设备命令示例:
[0006]echo l>/sys/bus/pci/slots/0001\:03\:00.0/power ；
[0007]卸载PCIE设备命令示例:
[0008]echo 0>/sys/bus/pci/slots/0001\:03\:00.0/powerο
[0009]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O和I ;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。
[0010]而该方案存在以下缺陷:
[0011](I)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；
[0012](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；
[0013](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；
[0014](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】
[0015]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。
[0016]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:
[0017]在系统上电初始化时，遍历系统中存在的每个RC控制器，根据系统的RC控制器数目为每个RC控制器分配连续的总线号资源，记录每个RC控制器对应的总线号信息到全局数组，并删除系统中每个RC控制器下默认的PCIE设备或者PCIE桥设备，以释放系统默认分配的资源；
[0018]根据全局数组中记载的所对应的RC控制器总线号信息，并以RC控制器根总线为判断标准进行PCIE设备动态扫描或卸载。
[0019]在上述方法中，根据系统的RC控制器数目为每个RC控制器分配连续的总线号资源的具体方法为:
[0020]最后遍历的RC控制器下的总线号数目为256除以系统中RC控制器的数目之商的整数部分与余数部分之和；
[0021]其余每个RC控制器下的总线号数目为256除以系统中RC控制器的数目之商的整数部分。
[0022]在上述方法中，系统上电初始化具体包括以下步骤:
[0023]步骤AlOl、Linux系统内核初始化；
[0024]步骤A102、根据系统的RC控制器数目为每个RC控制器分配连续的总线号资源；
[0025]步骤A103、依次深度优化遍历系统中存在的每个RC控制器，并记录每个RC控制器对应的总线号信息到全局数组；
[0026]步骤A104、检测每个RC控制器下是否存在PCIE设备或者PCIE桥设备，如果存在，执行步骤A105 ;否则，执行步骤A106
[0027]步骤A105、删除系统中每个RC控制器下默认的PCIE设备或者PCIE桥设备，以释放系统默认分配的资源，然后执行步骤A106 ;
[0028]步骤A106、判断是否完成对所有RC控制器的遍历，如果是，则执行步骤A107 ;否贝Ij，执行步骤A103，遍历下一个RC控制器；
[0029]步骤A107、初始化结束。
[0030]在上述方法中，进行PCIE设备动态扫描具体包括以下步骤:
[0031]步骤A201、PCIE设备动态扫描开始；
[0032]步骤A202、检测扫描的PCIE设备是否直接挂在RC控制器下，如果是，执行步骤A203 ;否则执行步骤A205 ；
[0033]步骤A203、检查PCIE设备物理链路的连接状态是否正常，如果链路正常，执行步骤A204 ;否则，返回操作失败的错误信息；
[0034]步骤A204、修改内核该RC控制器主设备的内核结构体链接状态信息标记；
[0035]步骤A205、检测扫描的该PCIE设备是否为PCIE桥设备，如果是，则执行步骤A206 ;否则执行步骤A208 ；
[0036]步骤A206、根据全局数组中记载的所对应的RC控制器总线号信息，为PCIE桥设备每个下行口及其设备分配连续的总线号资源；
[0037]步骤A207、以深度优先算法扫描每个下行口及其设备，并记录每个下行口及其设备的总线号信息到全局数组，然后执行步骤A209 ;
[0038]步骤A208、扫描PCIE设备，并根据全局数组中记载的所对应的RC控制器总线号信息为其分配总线号资源；
[0039]步骤A209、PCIE设备动态扫描结束。
[0040]在上述方法中，在步骤A206中，为PCIE桥设备每个下行口及其设备分配连续的总线号资源的具体方法为:
[0041]PCIE桥设备对应的RC控制器下的总线号资源数目减去被RC控制器根总线占用的总线号数目、PCIE桥设备占用的总线号数目和PCIE桥设备上行口占用的总线号数目，再除以该PCIE桥设备下行口的数目商的整数部