# 背景 - `Read the fucking source code!` --By 魯迅 - `A picture is worth a thousand words.` --By 高爾基 說明： 1. KVM版本：5.9.1 2. QEMU版本：5.0.0 3. 工具：Source Insight 3.5， Visio 4. 文章同步在部落格園：`https://www.cnblogs.com/LoyenWang/` # 1. 概述  - 前篇文章講完了Qemu中如何來建立Virtio Device，本文將圍繞Guest OS中的Virtio Driver來展開； 看一下Guest OS（Linux）中的Virtio框架高層架構圖：  - 核心模組為virtio和virtqueue，其他高層的驅動都是基於核心模組之上構建的； - 顯然，本文會延續這個系列，繼續分析virtio-net驅動，重心在整體流程和框架上，細節不表； - virtio-net，又是一個virtio裝置，又是一個PCI裝置，那麼驅動會怎麼組織呢？帶著問題上路吧。 # 2. 資料結構 說到驅動怎麼能不提linux裝置驅動模型呢，感興趣的朋友可以去看看PCI系列分析文章，簡單來說就是核心建立匯流排用於掛載裝置，匯流排負責裝置與驅動的匹配。Linux核心建立了一個virtio bus：  - virtio裝置和virtio驅動，通過`virtio_device_id`來匹配，而這個都是在virtio規範中定義好的； - `virtio_device`結構中有一個`struct virtio_config_ops`，函式集由驅動來進行指定，用於操作具體的裝置； 本文描述的virtio-net驅動，既是一個virtio裝置，也是一個pci裝置，在核心中通過結構體`struct virtio_pci_device`來組織：  - 該結構體中維護了幾個IO區域：`Common, ISR, Device, Notify`，用於獲取virtio裝置的各種資訊，這個也是由virtio規範決定的； - 通常來說一個virtio裝置，由以下幾個部分組成： 1. Device status field 2. Feature bits 3. Notifications 4. Device Configuration space 5. One or more virtqueues - 從結構體看，它用於充當pci裝置和virtio裝置的紐帶，後續也會在probe函式中針對不同的部分進行對應的初始化； 以匯流排的匹配視角來看就是這樣子的：  # 3. 流程分析 ## 3.1 virtio匯流排建立 先看一下virtio匯流排的建立，virtio bus當然也算是基建了：  - `bus_register`註冊virtio匯流排，匯流排負責匹配，在匹配成功後呼叫通用的`virtio_dev_probe`函式； - 千里姻緣一線牽，當Virtio的ID號能對上時，就會觸發驅動探測，所以什麼時候進行設備註冊呢？ ## 3.2 virtio驅動呼叫流程 詳細的細節，建議閱讀之前PCI驅動系列的分析文章，下邊羅列關鍵部分：  - virtio-net裝置通過掛在pci總線上，系統在PCI子系統初始化時會去列舉所有的裝置，並將列舉的設備註冊進系統； - 系統在匹配上之後，呼叫裝置的驅動；  - PCI裝置根據Vendor ID來匹配驅動； - virtio規範中規定基於PCI的virtio裝置，Vendor ID號為：`0x1AF4`，因此最終呼叫的驅動入口為`virtio_pci_probe`；  - 在probe函式中分配`struct virtio_pci_device`結構，前文中也提到過它負責將virtio裝置和pci裝置繫結到一起，最終會在兩個裝置驅動的probe函式中完成整體結構的初始化，也就是`virtio_pci_probe`完成一部分，實際的virtio裝置驅動中完成一部分； - `virtio_pci_modern_probe`：該函式的內容就與virtio規範緊密相關了，簡單來說，virtio裝置都會按照規範填充common、device、isr、notification等功能部分，而`virtio_pci_modern_probe`函式通過`virtio_pci_find_capability`去獲取對應的能力，並且通過`map_capability`完成IO空間的對映； - `virtio_pci_probe`中還設定了`virtio_pci_config_ops`操作函式集，並傳遞給virtio驅動，在驅動中呼叫這些回撥函式來操作virtio裝置； - `register_virtio_device`：向系統註冊virtio裝置，從而也就觸發了virtio匯流排的匹配操作，最終呼叫`virtio_dev_probe`函式； - `virtio_dev_probe`函式中按照virtio規範分階段設定不同的狀態、獲取virtio裝置的feature等，並最終呼叫實際裝置的驅動程式了； At last，終於摸到本文要說的virtio-net的驅動的入口了，當然，文章也要戛然而止了。 整體執行流程及框架應該清楚了，細節就留給大家了，待續。。。 # 參考 `https://developer.ibm.com/technologies/linux/articles/l-virtio/` `Virtual I/O Device (VIRTIO) Version 1.1` 歡迎關注個人公眾號，不定期更新技術文章。 ![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1771657/202102/1771657-20210224230213154-2752558