本發(fā)明涉及一種申威平臺支持nvme硬盤啟動的實現(xiàn)方法，屬于申威處理器計算機系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

ssd(solidstatedrives)硬盤一般采用sata接口、sas或光線與計算機其他部件相連，但是，sata接口是為機械硬盤設(shè)計的，隨著ssd硬盤的迅猛發(fā)展，已成為提高ssd硬盤性能的阻礙。在nvme(non-volatilememoryexpress)標準推出之前，高端ssd硬盤已經(jīng)開始采用pcie總線作為其接口，但沒有統(tǒng)一的規(guī)范。隨著nvme標準的推出，各廠商的ssd硬盤無需再開發(fā)單獨的驅(qū)動，在系統(tǒng)下只需要一個nmve驅(qū)動就可驅(qū)動所有廠商的標準硬盤。

nvme作為非失性存儲器標準，利用基于閃存的存儲設(shè)備的低延遲和內(nèi)部并行性，滿足了當代cpu、平臺和應(yīng)用程序的并行性需求。通過其設(shè)計，nvme允許ssd硬盤中的并行性可以被主機硬件和軟件充分利用；與先前的邏輯設(shè)備接口相比，其減少了i/o開銷，并帶來了各種性能改進,包括更低的延時、更高的傳輸性能和更低的功耗，極大地提高了數(shù)據(jù)的讀取速率。nvme設(shè)備接口包括pcie、u.2、satae和m.2。

申威處理器或申威cpu，簡稱"sw處理器"。sw處理器源自于dec的alpha21164，其研制得到了國家"核高基"專項資金支持，且具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的處理器系列。

現(xiàn)有技術(shù)中，申威處理器計算平臺現(xiàn)有國產(chǎn)bios無法驅(qū)動nvme標準ssd硬盤，未對nvme驅(qū)動進行適配；導(dǎo)致申威處理器計算平臺無法直接從nvme標準ssd硬盤啟動，系統(tǒng)啟動時間長，硬盤讀寫速率較低，影響整機性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種申威平臺支持nvme硬盤啟動的實現(xiàn)方法；

本發(fā)明基于udk2015開源bios對nvme硬盤在申威平臺進行驅(qū)動調(diào)試，實現(xiàn)了對nvme硬盤的直接支持，進而實現(xiàn)從nvme硬盤直接啟動操作系統(tǒng)，可充分利用其讀寫速度，減少系統(tǒng)啟動時間，提高系統(tǒng)性能。

發(fā)明概述：

本發(fā)明首先需要將nvme驅(qū)動添加到udk2015中進行編譯，其次需要對nvme驅(qū)動中涉及的具體函數(shù)進行修改和調(diào)試，最終將生成的二進制文件燒錄到flash芯片中。nvme驅(qū)動需要實現(xiàn)向nvme硬盤發(fā)送命令包來操作nvme硬盤的passthrough協(xié)議,和向上層協(xié)議diskio提供硬盤扇區(qū)讀寫的blcokio協(xié)議。

術(shù)語解釋：

baseclass，基類:，即被擴展繼承的類；

sub-class，子類；

interface，是面向?qū)ο缶幊陶Z言中接口操作的關(guān)鍵字，功能是把所需成員組合起來，以封裝一定功能的集合。它好比一個模板，在其中定義了對象必須實現(xiàn)的成員，通過類或結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)它。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種申威平臺支持nvme硬盤啟動的實現(xiàn)方法，步驟包括：

(1)先封裝nvme驅(qū)動，類型為uefi_driver；

(2)在nvme驅(qū)動入口處安裝uefidrivermode的drvierbinding協(xié)議和componentname協(xié)議，用于nvme驅(qū)動的安裝和卸載；所述drvierbinding協(xié)議包括support、start和stop三個成員函數(shù)，componentname協(xié)議用于人機交互，向用戶顯示nvme驅(qū)動的驅(qū)動信息；

(3)通過support成員函數(shù)檢測申威平臺是否支持nvme驅(qū)動，如果支持，start函數(shù)實現(xiàn)passthrough協(xié)議，實現(xiàn)對nvme控制器的初始化；如果不支持，則不加載nvme驅(qū)動，退出support成員函數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，support成員函數(shù)檢測申威平臺是否支持nvme驅(qū)動，包括：通過pciio協(xié)議讀取申威平臺的設(shè)備類型，如果baseclass為01、sub-class為08且interface為02，則申威平臺為nvme控制器，支持nvme驅(qū)動，否則，不支持nvme驅(qū)動。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述passthrough協(xié)議包括passthru成員函數(shù)，blockio協(xié)議建立在passthrough協(xié)議上，所述blockio協(xié)議包括reset、readblocks、writeblcoks和flushblocks成員函數(shù)；

所述passthru成員函數(shù)用于向nvme硬盤發(fā)送命令包來操作nvme硬盤；操作繁瑣；

所述blockio協(xié)議用于讀寫nvme硬盤扇區(qū)，所述reset成員函數(shù)用于重啟nvme硬盤，所述readblocks成員函數(shù)用于讀取nvme硬盤扇區(qū)，所述writeblcoks成員函數(shù)用于寫nvme硬盤扇區(qū)，所述flushblocks成員函數(shù)用于將緩存中的數(shù)據(jù)寫入nvme硬盤扇區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，實現(xiàn)對nvme控制器的初始化，包括：將nvme硬盤讀寫函數(shù)封裝為一個blockio協(xié)議，并安裝在該nvme控制器上。

將nvme硬盤讀寫函數(shù)封裝為一個blockio協(xié)議，并安裝在該nvme控制器上，為構(gòu)建文件系統(tǒng)做好準備。硬盤操作的總結(jié)如下：passthrough協(xié)議通過向硬盤設(shè)備發(fā)送命令包來操作陰干，這種讀寫硬盤的方式繁瑣；blockio協(xié)議建立在passthrough協(xié)議基礎(chǔ)之上，用于讀寫硬盤扇區(qū)，其接口非常簡潔；diskio協(xié)議建立在blockio協(xié)議基礎(chǔ)之上，提供了讀寫硬盤任意地址處的數(shù)據(jù)能力；基于diskio協(xié)議，構(gòu)建文件系統(tǒng)，方便對硬盤數(shù)據(jù)已文件形式進行管理。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明實現(xiàn)了對nvme硬盤的直接支持，進而實現(xiàn)從nvme硬盤直接啟動操作系統(tǒng)，可充分利用其讀寫速度，減少系統(tǒng)啟動時間，提高系統(tǒng)性能。

2、將nvme硬盤驅(qū)動封裝為一個uefi_driver，實現(xiàn)了模塊化設(shè)計，易于管理。

3、增強了申威平臺的擴展性和通用性，豐富了其業(yè)務(wù)生態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明申威平臺支持nvme硬盤啟動的實現(xiàn)方法的文件系統(tǒng)的協(xié)議棧示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明作進一步限定，但不限于此。

實施例

一種申威平臺支持nvme硬盤啟動的實現(xiàn)方法，申威平臺為申威臺式機，支持pcie擴展卡，bios采用開源代碼udk2015，步驟包括：

(1)先封裝nvme驅(qū)動，類型為uefi_driver；

(2)在nvme驅(qū)動入口處安裝uefidrivermode的drvierbinding協(xié)議和componentname協(xié)議，用于nvme驅(qū)動的安裝和卸載；所述drvierbinding協(xié)議包括support、start和stop三個成員函數(shù)，componentname協(xié)議用于人機交互，向用戶顯示nvme驅(qū)動的驅(qū)動信息；

(3)通過support成員函數(shù)檢測申威平臺是否支持nvme驅(qū)動，如果支持，start函數(shù)實現(xiàn)passthrough協(xié)議，實現(xiàn)對nvme控制器的初始化；如不支持，將不加載nvme驅(qū)動，退出support成員函數(shù)。所述passthrough協(xié)議包括passthru成員函數(shù)，blockio協(xié)議建立在passthrough協(xié)議上，如圖1所示，所述blockio協(xié)議包括reset、readblocks、writeblcoks和flushblocks成員函數(shù)；所述passthru成員函數(shù)用于向nvme硬盤發(fā)送命令包來操作nvme硬盤；命令包格式復(fù)雜，需要嚴格按照ata規(guī)范進行操作，操作繁瑣；所述blockio協(xié)議用于讀寫nvme硬盤扇區(qū)，所述reset成員函數(shù)用于重啟nvme硬盤，所述readblocks成員函數(shù)用于讀取nvme硬盤扇區(qū)，所述writeblcoks成員函數(shù)用于寫nvme硬盤扇區(qū)，所述flushblocks成員函數(shù)用于將緩存中的數(shù)據(jù)寫入nvme硬盤扇區(qū)。

support成員函數(shù)檢測申威平臺是否支持nvme驅(qū)動，包括：通過pciio協(xié)議讀取申威平臺的設(shè)備類型，如果baseclass為01、sub-class為08且interface為02，則申威平臺為nvme控制器，支持nvme驅(qū)動，否則，不支持nvme驅(qū)動。

將nvme硬盤讀寫函數(shù)封裝為一個blockio協(xié)議，并安裝在該nvme控制器上，為構(gòu)建文件系統(tǒng)做好準備。硬盤操作的總結(jié)如下：passthrough協(xié)議通過向硬盤設(shè)備發(fā)送命令包來操作陰干，這種讀寫硬盤的方式繁瑣；blockio協(xié)議建立在passthrough協(xié)議基礎(chǔ)之上，用于讀寫硬盤扇區(qū)，其接口非常簡潔；diskio協(xié)議建立在blockio協(xié)議基礎(chǔ)之上，提供了讀寫硬盤任意地址處的數(shù)據(jù)能力；基于diskio協(xié)議，構(gòu)建文件系統(tǒng)，方便對硬盤數(shù)據(jù)已文件形式進行管理。