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vhost:一种 virtio 高性能的后端驱动实现

什么是 vhost vhost 是 virtio 的一种后端实现方案,在 virtio 简介中,我们已经提到 virtio 是一种半虚拟化的实现方案,需要虚拟机端和主机端都提供驱动才能完成通信,通常,virtio...主机端的驱动是实现在用户空间的 qemu 中,而 vhost 是实现在内核中,是内核的一个模块 vhost-net.ko。...为什么要用 vhost 在 virtio 的机制中,guest 与 用户空间的 Hypervisor 通信,会造成多次的数据拷贝和 CPU 特权级的上下文切换。...其中,qemu 还是需要负责 virtio 设备的适配模拟,负责用户空间某些管理控制事件的处理,而 vhost 实现较为纯净,以一个独立的模块完成 guest 和 host kernel 的数据交换过程...vhost 与 virtio 前端的通信主要采用一种事件驱动 eventfd 的机制来实现,guest 通知 vhost 的事件要借助 kvm.ko 模块来完成,vhost 初始化期间,会启动一个工作线程

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virtio 简介

virtio 的架构 从总体上看,virtio 可以分为四层,包括前端 guest 中各种驱动程序模块,后端 Hypervisor (实现在Qemu上)上的处理程序模块,中间用于前后端通信的 virtio...层和 virtio-ring 层,virtio 这一层实现的是虚拟队列接口,算是前后端通信的桥梁,而 virtio-ring 则是该桥梁的具体实现,它实现了两个环形缓冲区,分别用于保存前端驱动程序和后端处理程序执行的信息...Virtio 使用 virtqueue 来实现 I/O 机制,每个 virtqueue 就是一个承载大量数据的队列,具体使用多少个队列取决于需求,例如,virtio 网络驱动程序(virtio-net)...使用两个队列(一个用于接受,另一个用于发送),而 virtio驱动程序(virtio-blk)仅使用一个队列。...总结: virtio 是 guest 与 host 之间通信的润滑剂,提供了一套通用框架和标准接口或协议来完成两者之间的交互过程,极大地解决了各种驱动程序和不同虚拟化解决方案之间的适配问题。

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Virtio网络的演化之路

1.virtio-net驱动与设备: 最原始的virtio网络 Virtio网络设备是一种虚拟的以太网卡,支持多队列的网络包收发。熟悉virtio的读者应该知道,在virtio的架构中有前后端之分。...在virtio 网络中,所谓的前端即是虚拟机中的virtio-net网卡驱动。而后端的实现多种多样,后端的变化往往标志着virtio网络的演化。...接收网络数据包的行为也是类似,只不过这次virtio-net驱动是将空的buffer放置于队列之中,以便后端将收到的数据填充完成而已。 ?...图 1 virtio驱动与设备 2.vhost-net: 处于内核态的后端 QEMU实现的virtio网络后端带来的网络性能并不如意,究其原因是因为频繁的上下文切换,低效的数据拷贝、线程间同步等。...于是,内核实现了一个新的virtio网络后端驱动,名为vhost-net。 与之而来的是一套新的vhost协议。

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virtio —— 一种 Linux IO 半虚拟化框架

本文基于 kernel 2.6.30 版本的 virtio 框架进行讲解。 Linux 是 hypervisor 的“试验场”。Linux 提供了许多具有不同特点和优势的虚拟化解决方案。...3、Linux 客户机的一种抽象 如前节所述,virtio 是半虚拟化 hypervisor 中一组通用模拟设备的抽象。...8、virtio 驱动示例 您可以在 Linux 内核的 ./drivers 子目录下找到各种前端驱动代码。virtio 网络驱动在可以在 ....virtio 提高了半虚拟化 I/O 环境中的效率,virtio 是基于之前在 Xen 中的工作进行构建的。Linux 继续证明自己是新虚拟化技术的研究平台。...virtio 是将 Linux 作为 hypervisor 比使用其他类型的 hypervisor 具有竞争力的另一个例子。

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DPDK virtio-user

virtio_user 用于容器网络 我们知道,对于虚拟机,有 virtio 这套半虚拟化的标准协议来指导虚拟机和宿主机之间的通信,但对于容器的环境,直接沿用 virtio 是不行的,原因是虚拟机是通过...从 DPDK 的角度看,virtio_user 是作为一个虚拟设备(vdev)来加载的,它充当的是一个 virtio 前端驱动,与之对应的后端通信驱动,是用户态的 vhost_user,在使用的时候,我们只需要定义好相应的适配接口即可...=virtio_user0,path=/tmp/vhost_user0 virtio_user 作为 exception path 用于与内核通信 virtio_user 的一个用途就是作为 exception...和容器网络的方案使用 vhost_user 作为后端驱动一样,要使得 virtio_user 和内核通信,只需加载内核模块 vhost.ko,让它充当的是 virtio_user 的后端通信驱动即可。...所以,我们可以看到,其实这两种方案本质上是一样,只是换了个后端驱动而已,这也是 virtio 的优势所在,定义一套通用的接口标准,需要什么类型的通信方式只需加载相应驱动即可,改动非常少,扩展性非常高。

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Linux驱动之网卡驱动剖析

Linux 网络设备驱动架构 驱动架构自上而下分为4层: 协议接口层 设备接口层 设备驱动功能层 网络设备与媒介层 协议接口层 协议接口层主要功能是给上层协议提供接收和发送的接口。...传递的数据被描述为套接字缓冲区,用struct sk_buff结构描述,该结构体定义位于include/linux/skbuff.h中,用于在Linux网络子系统中的各层之间传输数据,该结构在整个网络收发过程中贯穿始终...设备驱动功能层 类似于字符设备,struct net_device结构体也提供了一个操作函数集struct net_device_ops来描述对网卡的各种操作。...源码分析 笔者基于的是 S5PV210 的 DM9000 驱动,会大体上对 DM9000 的驱动源码进行分析, 分析源码位于DM9000 源码 platform 框架分析 DM9000 的驱动是基于 platform...return platform_driver_register(&dm9000_driver); } 该函数调用了 platform_driver_register 函数注册了一个平台总线驱动

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Linux驱动开发: USB驱动开发

四、 linux内核下USB相关的API函数与数据结构 前面介绍了USB相关一些基础概念与重要的数据结构,接下来就分析在linux内核中如何编写一个USB 驱动程序,编写与一个USB设备驱动程序的方法和其他总线驱动方式类似...\n"); } //定义USB驱动结构体 static struct usb_driver usbtest_driver = { .name = "linux_usb_drv", .id_table...(中断传输方式) 5.1 USB驱动注册框架代码 #include #include #include /*...[root@wbyq linux-3.5]# make menuconfig 由于内核自带了usb鼠标驱动,所以需要去除: Device Drivers ---> HID support...#include /* 本程序为USB鼠标驱动程序,要安装本驱动,需要先将内核自带的USB驱动程序卸载掉 */ //定义USB的IDTAB 24ae:2002 static

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Linux——Linux驱动之基本理论常识总结(什么是Linux驱动Linux驱动需要掌握哪些?)

2 Linux驱动程序需要掌握的内容 3 Linux驱动可参考的资源 4 ARM处理器体系架构 5 ARM的前世今生 ---- 0 引言 前面Linux专题中关于Linux下系统编程总结了17篇博文,主要是为了提高...Linux下的C编程应用能力,熟悉Linux编程应用环境,从此篇博文起开始Linux驱动的总结,后面计划加一些综合实践项目练习。...Linux驱动可参考的资源 Linux本身就是一个开源软件,开源的好处大家都知道,资料丰富,我们做Linux驱动开发,能找到技术支持和相应资源的有如下,列出的,对于新手来说,建议最佳的顺序是从1到5:...对上:Linux设备驱动给上层提供调用的接口; 对中:Linux设备驱动要注册到内核中,标准说法是 挂载在总线上; 对下:直接操作硬件,如GPIO、IIC、SPI、PWM等; 以上三个,Linux内核都提供了大量的接口函数...、结构体,其实Linux驱动,就是掌握了这些东西怎么用,适应到自己要写的驱动程序中。

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Linux SPI 驱动

四、指纹SPI设备驱动框架 在对硬件有了较高的基础理解后,其实代码主要就是开始对SPI的接口做的软件实现了。...由于平台厂商通常给我们做好了spicontroller以及spicore部分,接下来的总结主要是针对SPI设备驱动部分的。...代码部分均来自于linuxkernel开源代码https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git/tree/?...五、总结 个人理解现在这个科技发展的风口下,手机、IOT、车机等终端设备齐放异彩的大背景下,新终端生态的搭建、基础智能设备的整合、大健康的趋势下,Sensor的发展是一个非常关键的驱动力,基础驱动软件能力的掌握也是重中之重...,linux给了我们一个很好的平台让我们能在前辈的肩上进行各种高质量的代码学习,我们也需抓住这个机会,在做好本质工作的基础上静心努力钻研,不断前行,祝愿各位也祝愿我自己在技术的道路上越走越远。

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virtio 虚拟化系列之一:从 virtio 论文开始(文末有福利~)

在那个时代(2008),Linux 作为 Guest OS 已经被多个系统支持,以及用户模式的 Linux 作为一个单独的进程存在。...ring 里面放置请求; 对于输入输出的驱动,例如 virtio-net,驱动需要随时准备好接受网络数据的缓冲区,也就是说需要提前准备好 avail ring,所以,需要单独占用一个 virtqueue...当完成 PCI 设置注册之后,前端 virtio-blk 调用 probe 来装载驱动。进行 feature 协商,以及基本的 IO 空间配置,此时前后端就可以进行数据传递。...Virtio-blk 前端 这是 Linux kernel 里面的一个 PCI 驱动,在 probe 阶段完成: Virtqueue 的创建; Feature 的协商; PCI 配置空间读取 block...请求从 block 层到达 virtio-blk 驱动之后,构造 virtio_blk_outhdr,以及 scatterlist,然后通过 add_buf 放入描述符表以及notify host,至此

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Linux笔记】Linux驱动基础

上一篇分享的:从单片机工程师的角度看嵌入式Linux中有简单提到Linux的三大类驱动: ? 我们学习编程的时候都会从hello程序开始。...同样的,学习Linux驱动我们也从最简单的hello驱动学起。...但是,在嵌入式Linux中,驱动和应用的分层是特别明显的,最直观的感受就是驱动程序是一个.c文件里,应用程序是另一个.c文件。...我们前面说了驱动的装载方式之一的动态装载:把驱动程序编译成模块,再动态装载。动态装载的体现就是开发板已经启动运行了Linux内核,我们通过开发板串口终端使用命令来装载驱动。...以上就是分享关于驱动一些内容,通过以上分析,我们知道,其是有套路(就是常说的驱动框架)可寻的,比如: #include #include <linux/kernel.h

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A核与M核异构通信过程解析

virtio前端驱动 virtio 前端驱动位于 Linux 内核中,运行在虚拟机 VM,针对不同类型的设备有不同类型的驱动程序,包括virtio-net、virtio-blk、virtio-pci等,...virtio后端驱动 virtio 后端驱动位于 qemu ,后端设备承担的主体功能分为两部分: virtio后端设备的模拟; 依据virtio协议处理来自虚拟机端发送的请求。...RPMsg消息框架是Linux系统基于Virtio缓存队列实现的主处理核和协处理核间进行消息通信的框架,当客户端驱动需要发送消息时,RPMsg会把消息封装成Virtio缓存并添加到缓存队列中以完成消息的发送...在驱动层,对A核,Linux采用RPMsg框架+Virtio驱动模型,将RPMsg封装为了tty文件供应用层调用;在M核,将Virtio移植,并使用简化版的RPMsg,因为涉及到互斥锁和信号量,最终使用...电源管理 ☞【专辑】Linux时钟管理 ☞【专辑】Linux性能分析 ☞【专辑】Linux DMA ☞【专辑】Linux 驱动 ☞【专辑】图形显示

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Linux驱动开发: 块设备驱动开发

块设备是与字符设备并列的概念, 这两类设备在 Linux驱动的结构有较大差异,总体而言, 块设备驱动比字符设备驱动要复杂得多,在 I/O 操作上表现出极大的不同,缓冲、 I/O 调度、请求队列等都是与块设备驱动相关的概念...在Linux中,驱动对块设备的输入或输出(I/O)操作,都会向块设备发出一个请求,在驱动中用request结构体描述。...但对于一些磁盘设备而言请求的速度很慢,这时候内核就提供一种队列的机制把这些I/O请求添加到队列中(即:请求队列),在驱动中用request_queue结构体描述。...编写块设备驱动时,使用的一些单位介绍: 1. 扇区(Sectors):任何块设备硬件对数据处理的基本单位。通常,1个扇区的大小为512字节。(对设备而言) 2....绝大多数硬盘都是固定硬盘,被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

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