VFIO简介
VFIO是一套用户态驱动框架,它提供两种基本服务:
- 向用户态提供访问硬件设备的接口
- 向用户态提供配置IOMMU的接口
VFIO由平台无关的接口层与平台相关的实现层组成。接口层将服务抽象为IOCTL命令,规化操作流程,定义通用数据结构,与用户态交互。实现层完成承诺的服务。据此,可在用户态实现支持DMA操作的高性能驱动。在虚拟化场景中,亦可借此完全在用户态实现device passthrough。
VFIO实现层又分为设备实现层与IOMMU实现层。当前VFIO仅支持PCI设备。IOMMU实现层则有x86与PowerPC两种。VFIO设计灵活,可以很方便地加入对其它种类硬件及IOMMU的支持。
接口
与KVM一样,用户态通过IOCTL与VFIO交互。可作为操作对象的几种文件描述符有:
- Container文件描述符
- 打开/dev/vfio字符设备可得
- IOMMU group文件描述符
- 打开/dev/vfio/N文件可得 (详见后文)
- Device文件描述符
- 向IOMMU group文件描述符发起相关ioctl可得
逻辑上来说,IOMMU group是IOMMU操作的最小对象。某些IOMMU硬件支持将若干IOMMU group组成更大的单元。VFIO据此做出container的概念,可容纳多个IOMMU group。打开/dev/vfio文件即新建一个空的container。在VFIO中,container是IOMMU操作的最小对象。
要使用VFIO,需先将设备与原驱动拨离,并与VFIO绑定。
用VFIO访问硬件的步骤:
- 打开设备所在IOMMU group在/dev/vfio/目录下的文件
- 使用VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD得到表示设备的文件描述 (参数为设备名称,一个典型的PCI设备名形如0000:03.00.01)
- 对设备进行read/write/mmap等操作
用VFIO配置IOMMU的步骤:
- 打开/dev/vfio,得到container文件描述符
- 用VFIO_SET_IOMMU绑定一种IOMMU实现层
- 打开/dev/vfio/N,得到IOMMU group文件描述符
- 用VFIO_GROUP_SET_CONTAINER将IOMMU group加入container
- 用VFIO_IOMMU_MAP_DMA将此IOMMU group的DMA地址映射至进程虚拟地址空间
逻辑
VFIO设备实现层与Linux设备模型紧密相连,当前,VFIO中仅有针对PCI的设备实现层(实现在vfio-pci模块中)。设备实现层的作用与普通设备驱动的作用类似。普通设备驱动向上穿过若干抽象层,最终以Linux里广为人知的抽象设备(网络设备,块设备等等)展现于世。VFIO设备实现层在/dev/vfio/目录下为设备所在IOMMU group生成相关文件,继而将设备暴露出来。两者起点相同,最终呈现给用户态不同的接口。欲使设备置于VFIO管辖之下,需将其与旧驱动解除绑定,由VFIO设备实现层接管。用户态能感知到的,是一个设备的消失(如eth0),及/dev/vfio/N文件的诞生(其中N为设备所在IOMMU group的序号)。由于IOMMU group内的设备相互影响,只有组内全部设备被VFIO管理时,方能经VFIO配置此IOMMU group。
把设备归于IOMMU group的策略由平台决定。在PowerNV平台,一个IOMMU group与一个PE对应。PowerPC平台不支持将多个IOMMU group作为更大的IOMMU操作单元,故而container只是IOMMU group的简单包装而已。对container进行的IOMMU操作最终会被路由至底层的IOMMU实现层,这实际上将用户态与内核里的IOMMU驱动接连了起来。
总结
VFIO是一套用户态驱动框架,可用于编写高效用户态驱动;在虚拟化情景下,亦可用来在用户态实现device passthrough。通过VFIO访问硬件并无新意,VFIO可贵之处在于第一次向用户态开放了IOMMU接口,能完全在用户态配置IOMMU,将DMA地址空间映射进而限制在进程虚拟地址空间之内。这对高性能用户态驱动以及在用户态实现device passthrough意义重大。
VFIO简介的更多相关文章
- VFIO简介 (转载)
VFIO简介 LTCChina | Nov 20 2013 | Comment (1) | Visits (15204) 概述 VFIO是一套用户态驱动框架,它提供两种基本服务: 向用户态提供访问硬件 ...
- vfio
VFIO简介 Documentation/vfio.txt 还是不理解IOMMU.北桥.PCI的MMIO和ioremap file:///C:/Users/shaohefe/Downloads/vt- ...
- rust-vmm 学习
V0.1.0 feature base knowledge: Architecture of the Kernel-based Virtual Machine (KVM) 用rust-vmm打造未来的 ...
- 【嵌入式开发】 Linux Kernel 下载 配置 编译 安装 及 驱动简介
作者 : 韩曙亮 转载请出名出处 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/38636827 一. Linux 内核简介 1. 内核功能简介 ...
- ASP.NET Core 1.1 简介
ASP.NET Core 1.1 于2016年11月16日发布.这个版本包括许多伟大的新功能以及许多错误修复和一般的增强.这个版本包含了多个新的中间件组件.针对Windows的WebListener服 ...
- MVVM模式和在WPF中的实现(一)MVVM模式简介
MVVM模式解析和在WPF中的实现(一) MVVM模式简介 系列目录: MVVM模式解析和在WPF中的实现(一)MVVM模式简介 MVVM模式解析和在WPF中的实现(二)数据绑定 MVVM模式解析和在 ...
- Cassandra简介
在前面的一篇文章<图形数据库Neo4J简介>中,我们介绍了一种非常流行的图形数据库Neo4J的使用方法.而在本文中,我们将对另外一种类型的NoSQL数据库——Cassandra进行简单地介 ...
- REST简介
一说到REST,我想大家的第一反应就是“啊,就是那种前后台通信方式.”但是在要求详细讲述它所提出的各个约束,以及如何开始搭建REST服务时,却很少有人能够清晰地说出它到底是什么,需要遵守什么样的准则. ...
- Microservice架构模式简介
在2014年,Sam Newman,Martin Fowler在ThoughtWorks的一位同事,出版了一本新书<Building Microservices>.该书描述了如何按照Mic ...
随机推荐
- JavaScript学习笔记-Js操控HTML5 <progress> 标签
Js操控----HTML5 <progress> 标签 简单模拟下下载进度跑条 <h4>加载进度</h4> <input type="button& ...
- Android 界面滑动卡顿分析与解决方案(入门)
Android 界面滑动卡顿分析与解决方案(入门) 导致Android界面滑动卡顿主要有两个原因: 1.UI线程(main)有耗时操作 2.视图渲染时间过长,导致卡顿 目前只讲第1点,第二点相对比较复 ...
- 使用maven搭建SSM框架
使用maven搭建SSM框架,首先得准备好maven环境. 搭建maven环境 第一步:下载maven http://maven.apache.org/download.cgi 下载后解压就可以了. ...
- Centos7 下谷歌日志库GLog配置
1 glog下载地址 https://code.google.com/archive/p/google-glog/downloads glog-0.3.3.tar.gz 需要FQ,直接打不开 2 解压 ...
- 区块链 block chain 去信任
去中心化:不以参与交易的任何一方为中心 去信任:假定参与交易的任何一方都是不可信任的 区块链受到关注的原因 去中心化.去信任化.智能合约等,正好满足未来互联网持续发展所要求的信息的盖度自动化和高度程序 ...
- SSH 框架整合总结
1. 搭建Struts2 环境 创建 struts2 的配置文件: struts.xml; 在 web.xml 中配置 struts2 的核心过滤器; // struts.xml <?xml v ...
- 服务系统 server端
from django.shortcuts import render,HttpResponse import json # Create your views here. from reposito ...
- html当前文档的状态
<script type="text/javascript"> document.onreadystatechange = loadingChange;//当页面加载状 ...
- 使用Berkeley Parser进行句法分析
一.句法分析 1.定义 句法分析判断输入的单词序列(一般为句子)的构成是否合乎给定的语法,并通过构造句法树来确定句子的结构以及各层次句法成分之间的关系,即确定一个句子中的哪些词构成一个短语,哪些词是动 ...
- maven依赖排除、顺序原则、版本统一管理
<dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-core& ...