Encabezado pcivirt.h

Guía de referencia para el uso de interfaces utilizadas que exponen VF a una máquina virtual.

Los dispositivos que cumplen con la especificación PCI Express Single-Root I/O Virtualization (SR-IOV) pueden proporcionar varias interfaces al dispositivo. Estas interfaces, conocidas como funciones virtuales (VF), son independientes y se proporcionan a través de la interfaz inicial del dispositivo, conocida como función física (PF). Por ejemplo, una NIC Ethernet que admite SR-IOV puede diseñarse para tener un conmutador con un puerto Ethernet físico (conectado al cable físico) y muchos puertos Ethernet virtuales.

El espacio de configuración del PF permite que el controlador PF administre los recursos PCI del VF, incluido el espacio de E/S asignado a la memoria y las interrupciones señalizadas por mensajes. Dado que los VF son un subconjunto de un dispositivo completo, pueden ser menos costosos de exponer en hardware que una función tradicional en un paquete multifunción. Esto permite al fabricante del dispositivo crear más interfaces y administrar los recursos compartidos de forma centralizada.

Cuando Windows se ejecuta directamente en el hardware de la máquina, los controladores de dispositivos participan en operaciones relacionadas con Plug and Play, administración de energía, administración de interrupciones y otras tareas. Un controlador de bus de Windows de confianza y la capa de abstracción de hardware (HAL) poseen la configuración del bus y configuran todo el bus. El controlador se ejecuta dentro del mismo nivel de privilegio y no hay límites de confianza en el modo kernel.

Cuando Windows se ejecuta en una máquina virtual (VM), esas suposiciones no se aplican. Las VF se pueden poner bajo el control de una máquina virtual sin privilegios. Sin embargo, se debe comprobar la seguridad del hardware para que la seguridad o el rendimiento del sistema no se vean afectados.

Cuando un controlador que se ejecuta en el VF solicita una lectura o escritura del espacio de configuración, la pila de virtualización recibe la solicitud y la envía al controlador PF del dispositivo SR-IOV. Es responsabilidad del controlador PF responder a esas solicitudes y proporcionar detalles para el VF. En ocasiones, el controlador PF puede requerir que una solicitud de lectura o escritura de configuración se pase al hardware.

La pila usa una MMU de E/S para diferenciar el tráfico procedente de las distintas interfaces que expone el dispositivo, aplicando la directiva sobre las regiones de memoria a las que un dispositivo puede acceder y a qué interrupciones puede generar.

Requisitos de hardware

El sistema que se utilizará para la asignación de dispositivos SR-IOV debe cumplir con los requisitos para la red SR-IOV y la asignación directa de dispositivos. El sistema debe tener una IOMMU, esa IOMMU debe estar configurada para ceder el control de los dispositivos al sistema operativo, y PCIe ACS (Servicios de control de acceso) debe estar habilitado y configurado para su uso por el sistema operativo. Por último, el dispositivo en cuestión no debe utilizar interrupciones basadas en línea y no debe requerir ATS (Servicios de traducción de direcciones).

Más información aquí:

• Todo lo que querías saber sobre SR-IOV en Hyper-V. 1ª parte
• Asignación discreta de dispositivos: descripción y antecedentes

Para determinar si un sistema admite la asignación de dispositivos y si un dispositivo PCI en particular funcionará para la asignación de dispositivos:

• Script de asignación de dispositivos discretos

Consulta de dispositivos SR-IOV

GUID_DEVINTERFACE_VIRTUALIZABLE_DEVICE es una interfaz de clase de dispositivo que proporcionan los controladores para SR-IOV dispositivos. Este GUID proporciona una manera de consultar todas las pilas de dispositivos que exponen las distintas tablas de funciones que se usan para administrar las características relacionadas con la virtualización del dispositivo. Una vez que el controlador registra el GUID, se detectan las funcionalidades individuales mediante el envío de IRP_MN_QUERY_INTERFACE. El conductor debe responder a esa solicitud con GUID_SRIOV_DEVICE_INTERFACE_STANDARD. Los conductores también deben manejar IOCTL_SRIOV_NOTIFICATION y IOCTL_SRIOV_EVENT_COMPLETE.

Un controlador para un dispositivo SR_IOV, que se ejecuta en una máquina virtual con privilegios, es el sistema operativo host. Posee Plug-and-Play y administración de energía para una máquina completa, y expone PCI Express SR-IOV Virtual Functions en máquinas virtuales sin privilegios, debe proporcionar el GUID_SRIOV_DEVICE_INTERFACE_STANDARD (definido en el encabezado Pcivirt.h). Ese controlador puede ser PCI Express SR-IOV controlador de función física (PF) que crea el FDO, o puede ser un filtro inferior en ese nodo de dispositivo en el caso de que un controlador de puerto administre el FDO.

La interfaz del dispositivo es necesaria para que el controlador pueda acceder al espacio de configuración de los VF.

En la implementación EVT_WDF_DRIVER_DEVICE_ADD del controlador PF, realice estas tareas:

• Después de llamar a WdfDeviceCreate para crear el objeto de dispositivo de función (FDO), llame a WdfDeviceCreateDeviceInterface para registrar GUID_DEVINTERFACE_VIRTUALIZABLE_DEVICE. Esto permite que la pila de virtualización recupere un identificador de dispositivo en el dispositivo SR-IOV.
• Exponga el GUID_SRIOV_DEVICE_INTERFACE_STANDARD.
  • Inicialice una estructura SRIOV_DEVICE_INTERFACE_STANDARD y establezca los miembros en punteros de función de las funciones de devolución de llamada implementadas por el controlador PF.
  • Configure la estructura llamando a WDF_QUERY_INTERFACE_CONFIG_INIT.
  • Registre la interfaz con FDO llamando a WdfDeviceAddQueryInterface.

// Make the device visible as an assignable device.
//
status = WdfDeviceCreateDeviceInterface(
    fdo,
    &GUID_DEVINTERFACE_VIRTUALIZABLE_DEVICE,
    NULL);
if (!NT_SUCCESS(status))
{
    TraceEvents(TRACE_LEVEL_ERROR, DBG_INIT,
                "Failed to create interface: %!STATUS!",
                status);
    goto Cleanup;
}

//
// Expose SRIOV_DEVICE_INTERFACE_STANDARD
//
RtlZeroMemory(&sriovInterface, sizeof(sriovInterface));
sriovInterface.Size = sizeof(sriovInterface);
sriovInterface.Version = 1;
sriovInterface.Context = deviceContext;
sriovInterface.InterfaceReference = Virtualization_ReferenceInterface;
sriovInterface.InterfaceDereference = Virtualization_DereferenceInterface;
sriovInterface.ReadVfConfig = Virtualization_ReadConfig;
sriovInterface.WriteVfConfig = Virtualization_WriteConfig;
sriovInterface.ReadVfConfigBlock = Virtualization_ReadBlock;
sriovInterface.WriteVfConfigBlock = Virtualization_WriteBlock;
sriovInterface.ResetVf = Virtualization_ResetFunction;
sriovInterface.SetVfPowerState = Virtualization_SetPowerState;
sriovInterface.GetDeviceLocation = Virtualization_GetDeviceLocation;
sriovInterface.GetVendorAndDevice = Virtualization_GetVendorAndDevice;
sriovInterface.QueryProbedBars = Virtualization_QueryProbedBars;
sriovInterface.QueryLuid = Virtualization_QueryLuid;


WDF_QUERY_INTERFACE_CONFIG_INIT(&qiConfig,
                                (PINTERFACE)&sriovInterface,
                                &GUID_SRIOV_DEVICE_INTERFACE_STANDARD,
                                NULL);

status = WdfDeviceAddQueryInterface(fdo, &qiConfig);

if (!NT_SUCCESS(status))
{
    TraceEvents(TRACE_LEVEL_ERROR, DBG_INIT,
                "WdfDeviceAddQueryInterface failed: %!STATUS!\n",
                status);
    goto Cleanup;
}

Control de eventos Plug and Play

La pila de virtualización es responsable de enviar los mensajes adecuados a la máquina virtual, esperar la respuesta (con un tiempo de espera) y, en caso de que la máquina virtual no responda, y aplicar las acciones adecuadas, como vetar el evento PnP o eliminar por sorpresa el dispositivo de la máquina virtual sin privilegios. Los controladores PF que implementan GUID_DEVINTERFACE_VIRTUALIZABLE_DEVICE también deben controlar estas solicitudes de control de E/S que permiten que la pila de virtualización reaccione a los eventos PnP.

• La pila de virtualización envía primero IOCTL_SRIOV_ATTACH al dispositivo. Esto notifica al dispositivo que la pila de virtualización debe ser notificada sobre ciertos eventos PnP.

• Esto está en vigor hasta que la pila de virtualización envía IOCTL_SRIOV_DETACH.

• La pila de virtualización consulta a los dispositivos sobre eventos PnP mediante el envío de solicitudes IOCTL_SRIOV_NOTIFICATION. El controlador PF puede informar a la pila de virtualización de un evento PnP completando la solicitud IOCTL_SRIOV_NOTIFICATION.

• La pila de virtualización desbloquea esos eventos mediante el envío de IOCTL_SRIOV_EVENT_COMPLETE.

pcivirt.h contiene las siguientes interfaces de programación:

IOCTLs

Funciones de devolución de llamada

Estructuras

Enumeraciones