Linux 2.6.10内核PCIe Native热插拔框架详解:关键技术与实现

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Linux 2.6.10内核下的PCI Express (PCIe) Native热插拔框架实现机制是一篇深入探讨了在2005年早期,如何在当时的主流操作系统中实现高级硬件特性的重要文章。PCIe热插拔技术对于服务器系统的稳定性和可扩展性至关重要,因为它能够减少因更换外部设备而引发的系统中断。 文章首先回顾了PCI热插拔技术的发展历程,自1997年PCISIG推出首个PCI热插拔规范以来,标准热插拔控制器规范(SHPCSPEC)的出现标志着该技术的标准化和成熟。PCIe规范在2002年后进一步强化了热插拔功能,它不仅沿用了SHPC模式并扩展了功能,而且将热插拔控制寄存器整合到标准性能寄存器组中,允许操作系统直接访问,实现了原生热插拔,无需依赖BIOS的传统方式。 在硬件层面,完整的PCIe热插拔系统需要平台硬件、固件和操作系统的支持。各大芯片厂商如Intel已经将其纳入产品设计,而操作系统方面,微软、Novell和SCO等也在各自的OS中加入了对热插拔的支持,比如Novell的NetWare和SCO的UnixWare支持热替换和热添加功能。Windows NT 4.0和2000版本也分别通过Compaq服务器的SSD和内建功能提供了对PCI热插拔的兼容性。 Linux 2.6.10内核在此背景下,作为开源操作系统的重要分支,其PCIe热插拔框架的实现机制被作者王兵详细剖析。这部分内容可能涵盖了内核级的驱动程序设计,如何处理硬件中断,以及如何协调操作系统核心与设备驱动之间的交互,确保在设备热插拔时系统的稳定运行和数据完整性。此外,文章可能会介绍内核如何处理PCIe设备的初始化、状态管理、电源管理以及错误检测与恢复等问题,这些都是实现Native热插拔框架的关键要素。 这篇论文深入讲解了Linux 2.6.10内核如何利用PCIe规范提供的优势,实现了一个高度兼容且稳定的热插拔框架,这对于理解Linux内核的高级硬件管理和优化有着重要的参考价值。
2009-12-24 上传
将可移动设备连入系统时,系统的后台中会依次发生如下事件: l 内核检测到新硬件插入,然后分别通知hotplug和udev。前者用来装入相应的内核模块(如usb-storage),而后者用来在/dev中创建相应的设备节点(如/dev/sda1)。 l udev创建了相应的设备节点之后,会将这一消息通知hal的守护程序(hald)。当然udev还得保证新创建的设备节点可以被普通用户访问。 l hotplug装入了相应的内核模块之后,会把这一消息通知给hald。 l hald在受到hotplug和udev发出的消息之后,认为新硬件已经正式被系统认可了。此时它会通过一系列精心编写的规则文件(就是传说中的xxx-policy.fdi),把发现新硬件的消息通过dbus发送出去,同时还会调用update-fstab或fstab-sync来更新/etc/fstab,为相应的设备节点创建适合的挂载点。 l 卷管理器会监听dbus中发现新硬件的消息。根据所插入的硬件(区分U盘和数码相机等)不同,卷管理器会先将相应的设备节点挂载到hald创建的挂载点上,然后再打开不同的应用程序。 当然,如果是在CDROM中插入光盘,过程可能比较简单。因为CDROM本身就是一个固定的硬件,无需hotplug和udev的协助: l hald会自己监视CDROM,并且将光盘托架开合的消息通过dbus发出去。 l 卷管理器负责检查CDROM中的盘片内容,进行挂载,并调用合适的应用程序。 要注意,hald的工作是从上游得到硬件就绪的消息,然后将这个消息转发到dbus中。尽管它会调用程序来更新fstab,但实际上它自己并不执行挂载的工作。