Virtio/Vhost*
virtio 简介 - 猿大白 - 博客园 (cnblogs.com)
Virtio Devices High-Level Design — Project ACRN™ 2.7-unstable documentation
Stefan Hajnoczi: QEMU Internals: vhost architecture (vmsplice.net)
Virtio Spec Overview · kernelgo
Modern Virtualization - Yizhou Shan's Home Page (lastweek.io)
Virio 要点：
-
半虚拟化，共享内存
-
virtqueue 传输数据
-
virtqueue 组成：
-
Descriptor Table：存放IO传输请求信息；
- Available Ring：记录了Descriptor Table表中的I/O请求下发信息，前端Driver可写后端只读；
- Used Ring：记录Descriptor Table表中已被提交到硬件的信息，前端Driver只读后端可写。
+-------------------+--------------------------------+-----------------------+
| Descriptor Table | Available Ring (padding) | Used Ring |
+-------------------+--------------------------------+-----------------------+
-
virtqueue 数据传输流程:
-
前端驱动将 I/O 请求放到
Descriptor Table中，然后将索引更新到Available Ring中，最后 kick 后端去取数据； - 后端取出 I/O 请求进行处理，然后将结果刷新到
Descriptor Table中再更新Using Ring，然后发送中断 notify 前端。
+------------------------------------+
| virtio guest driver |
+-----------------+------------------+
/ | ^
/ | \
put update get
/ | \
V V \
+----------+ +------------+ +----------+
| | | | | |
+----------+ +------------+ +----------+
| available| | descriptor | | used |
| ring | | table | | ring |
+----------+ +------------+ +----------+
| | | | | |
+----------+ +------------+ +----------+
| | | | | |
+----------+ +------------+ +----------+
\ ^ ^
\ | /
get update put
\ | /
V | /
+----------------+-------------------+
| virtio host backend |
+------------------------------------+
-
virtio 前后端通信机制：
-
前端驱动访问 QEMU 设置的 MMIO 空间会触发 VM Exit，陷入到 KVM 后通过
ioeventfd通知 QEMU； - 后端通过
irqfd中断的方式通知前端。
+-------------+ +-------------+
| | | |
| | | |
| GuestOS | | QEMU |
| | | |
| | | |
+---+---------+ +----+--------+
| ^ | ^
| | | |
+---|-----|-------------------------|----|---+
| | | irqfd | | |
| | +-------------------------+ | |
| | ioeventfd | |
| +------------------------------------+ |
| KVM |
+--------------------------------------------+
- vhost 方案：将 virtio 后端的数据传输部分放到 host 内核中，减少使用数据传输时的特权级切换。而控制相关部分，如 virtio 协商、实施迁移等还在 QEMU 中。
最后更新: November 22, 2021