Cyborg FPGA 编程服务提案¶

蓝图 URL 尚未可用 https://blueprints.launchpad.net/openstack-cyborg/+spec/cyborg-fpga-programming-ability

本规范提出将编程服务添加到 Cyborg，以便用户动态更改云环境中 FPGA 上加载的功能。

问题描述¶

现场可编程门阵列 (FPGA) 是一种集成电路，设计为在制造后由客户或设计者进行配置。它们的优势在于，对于某些应用，由于其并行性和在特定过程使用的门数量方面达到最优，它们有时会显著更快。此外，FPGA 可以根据不同的应用进行重新编程。因此，在云中使用 FPGA 进行应用加速变得越来越受欢迎。作为异构加速器的管理框架，Cyborg 非常需要跟踪、部署和重新编程 FPGA 的功能。由于 FPGA 建模已经在另一份文档中提出，因此本规范将侧重于为 Cyborg 中的 FPGA 提出重新编程服务。

用例¶

在 OpenCL 的场景中，用户将加速器加载到 FPGA 上以用于其应用程序。当不同的应用程序在 OpenCL 环境中执行时，加速器会随着时间的推移而改变。实验室管理员手动登录到每个主机并更改 FPGA 配置将不可行。相反，通过重新编程服务，用户可以使用一组 REST API 来管理 FPGA 的功能。

类似地，在 FPGA 的维护过程中，管理员需要更新/迁移数据中心内的 FPGA 上的 shell 和 bitstream。Cyborg 重新编程服务将允许他们从集中控制台使用 API。

由于这只是编程 API 的纯提案，因此它不会关注上游用例/运行时是什么。这些细节将在需要时在单独的规范中说明。

提议的变更¶

首先，Cyborg 需要添加额外的 REST API 以允许其他人调用编程服务。REST API 应该具有以下格式

Url: {base_url}/fpga/{deployable_uuid}
Method: POST
URL Params:
    None

Data Params:
    glance_bitstream_uuid

Success Response:
    POST:
        Code: 200
        Body: { "msg" : "bitstream has been loaded successfully"}

Error Response
    Code: 401 UNAUTHORIZED
    Body: { error : "Log in" }
    OR
    Code: 422 Unprocessable Entry
    Body: { error : "User is not authorized to use the resource" }

Sample Call:
    To program fpga resource with deployable_uuid=2864a139-c2cd-4f9f-abf3-44eb3f09b83c
    with bitstream with uuid=0b955a5b-f5dd-49d0-8c4f-28729427d303
    $.ajax({
      url: "/fpga/2864a139-c2cd-4f9f-abf3-44eb3f09b83c",
      data: {
        "glance_bitstream_uuid": "0b955a5b-f5dd-49d0-8c4f-28729427d303"
      },
      dataType: "json",
      type : "post",
      success : function(r) {
        console.log(r);
      }
    });

其次，在 Cyborg 中实现该服务，执行以下三个任务：1. 识别请求的 FPGA/部分重新配置 (PR) 区域的主机位置（例如，板位于哪个主机上）。 2. 检查用户（API 调用者、OpenStack 登录用户等）是否具有使用给定的 bitstream、FPGA 或主机的权限。 3. 如果前面的检查通过，Cyborg 将向目标主机发送带有请求的 FPGA 的程序通知。

第三，在 Cyborg Agent 中实现通知被调用者。这应该是一个具有以下签名的 rpc 调用

int program_fpga_with_bitstream(deployable_uuid, bitstream_uuid)

该函数将 deployable_uuid 和 bitstream_uuid 作为输入。它使用 deployable_uuid 来识别将要编程的特定 FPGA/PR 区域，并使用 bitstream_uuid 从 bitstream 存储服务（在 OpenStack 的上下文中为 Glance）检索 bitstream。此外，这是一个同步的，这意味着它将等待编程任务完成，然后返回一个整数状态码。返回码应具有以下解释

代码	含义
0	程序成功
1	出现未知错误
2	无效的 deployable_uuid（目标 FPGA 未找到）
3	无效的 bitstream_uuid（无法下载 bitstream）

备选方案¶

数据模型影响¶

REST API 影响¶

如前所述，将向 Cyborg 服务添加一个 rest api。它不应影响任何现有的 rest api

安全影响¶

对 FPGA/PR 区域和 bitstream 的访问应仔细检查。

通知影响¶

无

其他最终用户影响¶

无

性能影响¶

无

其他部署者影响¶

无

开发者影响¶

在 Cyborg Agent 侧，它依赖于供应商实现的 program() api。

实现¶

负责人¶

主要负责人: 刘力 <liliu1@huawei.com>

工作项¶

实现 cyborg 编程服务 rest api
实现 cyborg 编程服务
在 Cyborg Agent 中实现通知调用，该调用调用供应商驱动程序

依赖项¶

测试¶

文档影响¶

与 Cyborg-Nova 交互相关的规范需要了解 FPGA 被重新编程时加速器的变化。

参考资料¶

无

历史记录¶

修订版¶
发布名称	描述
Rocky	引入

Cyborg FPGA 编程服务提案