kvm虚拟化之硬件辅助IO虚拟化之设备透传

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    现在IO虚拟化有很多方式，有软件模拟、半虚拟化、设备直接分配、单根IO虚拟化。在《说一说虚拟化绕不开的io半虚拟化》一文中介绍了io的全虚拟化和半虚拟化。下面介绍一下IO的硬件辅助虚拟化。

 

Device Passthrough

1.PCI设备直接分配

    设备直接分配 （Device assignment）也称为 Device Pass-Through。就是将宿主机host中的物理 PCI 设备直接分配给客户机guest使用，虚拟机独占这个PCI设备。在guest进行对应的IO操作时，避免 了VM Exit 陷入VMM 中，极大提高了性能。

    在Intel平台上的Device assignment技术是VT-D（Intel Virtualization Technology for Directed I/O），是在VT-X的基础上对硬件辅助虚拟化的扩展。

下图（来自intel《vt-directed-io-spec》）是软件模拟io虚拟化和intel的VT-D的对比原理图：

2. VFIO

另外一种设备直接分配的实现方式是VFIO。

VFIO是一套用户态驱动框架，在虚拟化情景下，亦可用来在用户态实现device passthrough。

 

PCI设备透传实践

下面的例子是把host主机中个一个网卡透传给虚拟机使用。

（在intel平台上要开启VT-d，内核要设置intel_iommu=on。）

 

1.在host上查看网卡信息

# lspci

00:19.0 Ethernet controller: Intel Corporation Ethernet Connection I217-LM (rev 04)

04:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82541PI Gigabit Ethernet Controller (rev 05)

# ls /sys/bus/pci/devices/0000\:04\:00.0/net/

eth1

# cat /sys/class/net/eth1/address

90:e2:ba:9f:7c:5a

 

 

2.把pci设备从host中分离

# virsh nodedev-list

pci_0000_04_00_0

# virsh nodedev-dettach pci_0000_04_00_0

Device pci_0000_04_00_0 detached

 

 

3.把pci设备分配给虚拟机

虚拟机xml：

<devices>

    <hostdev mode='subsystem' type='pci' managed='yes'>

      <source>

        <address domain='0x0000' bus='0x04' slot='0x00' function='0x0'/>

      </source>

      <address type='pci' domain='0x0000' bus='0x00' slot='0x10' function='0x0'/>

    </hostdev>

</devices>

 

 

4.进入虚拟机查看pci是否进入

# lspci

00:10.0 Ethernet controller: Intel Corporation 82541PI Gigabit Ethernet Controller (rev 05)

# cat /sys/class/net/eth1/address

90:e2:ba:9f:7c:5a

 

可以看出虚拟机中的网卡就是原来host中的网卡。并且此时在host的/sys/class/net/中已经看不到这个网卡了。

 

5.把pci设备还给host：

# virsh nodedev-reattach pci_0000_04_00_0

 

 

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