Compute Engine 虛擬乙太網 (gve) 的 Linux 核心驅動程式：

支援的硬體

GVE 驅動程式繫結到 Compute Engine VM 中某些虛擬乙太網裝置使用的單個 PCI 裝置 ID。

欄位

值

註釋

供應商 ID

0x1AE0

Google

裝置 ID

0x0042

子供應商 ID

0x1AE0

Google

子裝置 ID

0x0058

修訂 ID

0x0

裝置類

0x200

乙太網

PCI Bar

gVNIC PCI 裝置公開三個 32 位記憶體 BAR： - Bar0 - 裝置配置和狀態暫存器。 - Bar1 - MSI-X 向量表 - Bar2 - IRQ、RX 和 TX 門鈴

裝置互動

驅動程式透過以下方式與裝置互動
  • 暫存器

    • 一個 MMIO 暫存器塊

    • 有關更多詳細資訊，請參見 gve_register.h

  • 管理佇列

    • 請參見以下描述

  • 重置

    • 裝置可以在任何時候重置

  • 中斷

    • 請參見以下支援的中斷

  • 傳輸和接收佇列

    • 請參見以下描述

描述符格式

GVE 支援兩種描述符格式：GQI 和 DQO。這兩種格式具有完全不同的描述符，將在下面描述。

定址模式

GVE 支援兩種定址模式：QPL 和 RDA。QPL（“佇列頁面列表”）模式透過一組預先註冊的頁面傳遞資料。

對於 RDA（“原始 DMA 定址”）模式，頁面集是動態的。因此，資料包緩衝區可以位於訪客記憶體中的任何位置。

暫存器

所有暫存器都是 MMIO。

這些暫存器用於初始化和配置裝置，以及查詢裝置狀態以響應管理中斷。

位元組序

  • 管理佇列訊息和暫存器都是大端位元組序。

  • GQI 描述符和資料路徑暫存器是大端位元組序。

  • DQO 描述符和資料路徑暫存器是小端位元組序。

管理佇列 (AQ)

管理佇列是一個 PAGE_SIZE 記憶體塊，被視為 AQ 命令的陣列，驅動程式使用它來向裝置發出命令並設定資源。驅動程式和裝置維護已提交和執行的命令計數。要發出 AQ 命令，驅動程式必須執行以下操作（使用適當的鎖定）

  1. 將新命令複製到 AQ 陣列中的下一個可用插槽

  2. 將其計數器增加新命令的數量

  3. 將計數器寫入 GVE_ADMIN_QUEUE_DOORBELL 暫存器

  4. 輪詢 ADMIN_QUEUE_EVENT_COUNTER 暫存器，直到它等於寫入門鈴的值，或直到超時。

裝置將更新每個 AQ 命令中的狀態欄位，並透過 ADMIN_QUEUE_EVENT_COUNTER 暫存器報告為已執行。

裝置重置

透過將 0x0 寫入 AQ PFN 暫存器來觸發裝置重置。 這會導致裝置釋放驅動程式分配的所有資源，包括 AQ 本身。

中斷

驅動程式支援以下中斷

管理中斷

裝置使用管理中斷來告訴驅動程式檢視 GVE_DEVICE_STATUS 暫存器。

管理 irq 的處理程式只是將服務任務排隊到工作佇列中，以檢查暫存器並確認 irq。

通知塊中斷

通知塊中斷用於告訴驅動程式輪詢與該中斷關聯的佇列。

這些 irq 的處理程式排程該塊的 napi 執行並輪詢佇列。

GQI 流量佇列

GQI 佇列由描述符環和緩衝區組成，並分配給通知塊。

描述符環是由固定大小描述符組成的二次冪大小的環形緩衝區。 它們使用位於 Bar2 中的 __be32 門鈴來推進其頭指標。 尾指標透過按順序消耗描述符並更新 __be32 計數器來推進。 門鈴和計數器都溢位為零。

每個佇列的緩衝區必須提前在裝置中註冊為佇列頁面列表，並且資料包資料只能放入這些頁面中。

傳送

gve 將用於傳輸環的緩衝區對映到 FIFO 中，並在將資料包傳送到 NIC 之前將資料包複製到 FIFO 中。

接收

用於接收環的緩衝區被放入資料環中，該資料環的長度與描述符環相同，並且頭指標和尾指標一起在環上前進。

DQO 流量佇列

  • 每個 TX 和 RX 佇列都分配有一個通知塊。

  • TX 和 RX 緩衝區佇列（將描述符傳送到裝置）使用 MMIO 門鈴來通知裝置有關新描述符。

  • RX 和 TX 完成佇列（從裝置接收描述符）使用“生成位”來了解裝置何時填充了描述符。 驅動程式使用“當前生成”初始化所有位。 裝置將使用與當前生成相反的“下一代”填充接收到的描述符。 當環迴繞時，當前/下一代會交換。

  • 驅動程式有責任確保 RX 和 TX 完成佇列不會溢位。 這可以透過限制釋出到 HW 的描述符數量來實現。

  • TX 資料包有一個 16 位 completion_tag，RX 緩衝區有一個 16 位 buffer_id。 這些將分別在 TX 完成佇列和 RX 佇列上返回，以讓驅動程式知道哪個資料包/緩衝區已完成。

傳送

在傳輸之前，資料包的緩衝區被 DMA 對映以供裝置訪問。 資料包成功傳輸後，緩衝區將被取消對映。

接收

驅動程式將固定大小的緩衝區釋出到 RX 緩衝區佇列上的 HW。 在關聯的 RX 佇列上接收到的資料包可能跨越多個描述符。