Alternative Routing-ID Interpretation(ARI)
1. ARI 背景介绍
Alternative Routing-ID Interpretation，是pci规范中的一个属性，意思为可替换的Routing ID，意味着这是一种要把Routing ID的部分或全部替换掉的机制。
通常来讲，Requester ID和Comleter ID等Routing ID由Bus Number, Device Number, Function Number (BDF) 3个字段组成，其中Bus Number 8-bit，Device Number 5-bit，Function Number 3-bit，一共16-bit。
即最多支持256个Bus、32个Device及8个Function。
由于PCIe采用端到端的传输方式，每一个链路仅挂载一个设备，Device数量为1，Device Number恒为0，采用5-bit宽的Device Number没有意义；此外3-bit Function Number最高支持8个Function，对有多个VM的SR-IOV系统而言，8个Function稍显不足。
基于以上原因，从PCIe Gen3 Spec开始提供一种ARI机制，取消了Device Number字段，合并到Function Number字段中，这样Routing ID便变成了8-bit Bus Number + 8-bit Function Number的格式，最多支持的Bus数量不变，支持的Function数量增大到256个。
2. ARI 扩展能力结构
具备ARI能力的PCIe设备需实现ARI扩展能力结构。ARI扩展能力结构如下图图1所示，有ARI扩展能力头标、ARI控制寄存器、ARI能力寄存器三部分。
以下ARI扩展能力结构仅适用于Device，不适用于RP、Switch下行端口、RCiEP、RC事件收集器等。
图1 ARI Extended Capability
ARI Extended Capability Header: ARI扩展能力头标（图2），用以指示该设备具备ARI能力、ARI能力版本及下一能力的偏移。
ARI Capability Register：ARI能力寄存器（图3），MFVC Function Groups Capability用以指示具备MFVC能力的ARI设备是否支持Function Group粒度的仲裁，ACS Function Groups Capability用以指示具备ACS P2P出口控制的ARI设备是否支持Function Group粒度的访问，这两个字段仅用于Function0，其余Function该字段需置零。Next Function Number字段用以指示该Device中的下一Function Number，若没有则置零。
ARI Control Register：ARI控制寄存器（图4），用以开启MFVC Function Group Capability及ACS Function Group Capability，Function Group字段用以指示当前Function所属的Function Group Number。
linux pci驱动对ari的影响
配置某个设备的ari能力
void pci_configure_ari(struct pci_dev *dev)//caq:配置某个pci设备的ari的能力
{
u32 cap;
struct pci_dev *bridge;
if (pcie_ari_disabled || !pci_is_pcie(dev) || dev->devfn)//caq:全局是否关闭ari能力
return;
bridge = dev->bus->self;//caq:如果当前是bridge
if (!bridge)
return;
pcie_capability_read_dword(bridge, PCI_EXP_DEVCAP2, &cap);//caq:读取exp的cap
if (!(cap & PCI_EXP_DEVCAP2_ARI))//caq:查看是否具备ari能力
return;
if (pci_find_ext_capability(dev, PCI_EXT_CAP_ID_ARI)) {
pcie_capability_set_word(bridge, PCI_EXP_DEVCTL2,
PCI_EXP_DEVCTL2_ARI);//caq:设置对应的寄存器
bridge->ari_enabled = 1;//caq:使能ari的记录
} else {
pcie_capability_clear_word(bridge, PCI_EXP_DEVCTL2,
PCI_EXP_DEVCTL2_ARI);
bridge->ari_enabled = 0;//caq:关闭ari
}
}
对于全局ari的配置开关：
static int __init pci_setup(char *str)//caq:pci 启动的参数解析
{
while (str) {
char *k = strchr(str, ',');
if (k)
*k++ = 0;
if (*str && (str = pcibios_setup(str)) && *str) {
if (!strcmp(str, "nomsi")) {
pci_no_msi();//caq:pci驱动要求nomsi
} else if (!strncmp(str, "noats", 5)) {
pr_info("PCIe: ATS is disabled\n");
pcie_ats_disabled = true;
} else if (!strcmp(str, "noaer")) {//caq:是否不需要支持aer
pci_no_aer();
} else if (!strcmp(str, "earlydump")) {//caq:是否开启earlydump
pci_early_dump = true;
} else if (!strncmp(str, "realloc=", 8)) {//caq:带 = 模式
pci_realloc_get_opt(str + 8);
} else if (!strncmp(str, "realloc", 7)) {//caq:空格模式
pci_realloc_get_opt("on");//caq:获取是on 还是off
} else if (!strcmp(str, "nodomains")) {
pci_no_domains();
**} else if (!strncmp(str, "noari", 5)) {//caq:是否关闭ari**
pcie_ari_disabled = true;
查看某个设备的ari是否开启：
static ssize_t ari_enabled_show(struct device *dev,
struct device_attribute *attr,
char *buf)
{
struct pci_dev *pci_dev = to_pci_dev(dev);
return sprintf(buf, "%u\n", pci_ari_enabled(pci_dev->bus));
}
static DEVICE_ATTR_RO(ari_enabled);//caq:只是read only的，查看状态
对sriov的影响：
static int sriov_init(struct pci_dev *dev, int pos)//caq:初始化一个pci_dev的sriov信息
{
int i, bar64;
int rc;
int nres;
u32 pgsz;
u16 ctrl, total;
struct pci_sriov *iov;
struct resource *res;
struct pci_dev *pdev;
pci_read_config_word(dev, pos + PCI_SRIOV_CTRL, &ctrl);//caq:sriov的寄存器
if (ctrl & PCI_SRIOV_CTRL_VFE) {//caq:vf是否enable
pci_write_config_word(dev, pos + PCI_SRIOV_CTRL, 0);//caq:先写0
ssleep(1);
}
ctrl = 0;
list_for_each_entry(pdev, &dev->bus->devices, bus_list)
if (pdev->is_physfn)//caq:查找bus内是pf的设备
goto found;
pdev = NULL;
if (pci_ari_enabled(dev->bus))//caq:如果dp归属的bus树都支持ari,并且全局开关打开
ctrl |= PCI_SRIOV_CTRL_ARI;//caq:其实就是bit4
found:
pci_write_config_word(dev, pos + PCI_SRIOV_CTRL, ctrl);//caq:写入ctrl，如果支持ari，则会写入在bit4
//caq:顺序上，一定是先写配置，特别是ari，不然offset不一样