VirtIOのドキュメントを読む (1)

https://blogs.oracle.com/linux/post/introduction-to-virtio

SNS界隈で見つけて、面白そうなので読んでみることにした。

ポイント

• 仮想マシンとホストデバイスの抽象化を行うレイヤのこと
  • ホストの物理ハードウェアと仮想マシンの間でデータをの授受を行う
  • コアフレームワークとして定義することで一般化
    • Linuxではvirtqueue
    • QEMUではVirtQueue
• ホストマシンと仮想マシンでのデバイスの取り扱いには、2つの考え方がある？
• エミュレーション
  • ソフトウェアによりハードウェアの動作を模倣する
  • ハードウェアが存在していなくても動かすことができる
  • パファーマンスに影響が出る。時間がかかる
• 仮想化
  • ハードウェアを分割して、ゲストVMが使用できるようにする
  • 共有できるようにする、というイメージ
  • ゲストにとっては、任意のデバイスを使えるようにするわけではなく、仮想化デバイスを使えや、というように認識される、というイメージ
  • パフォーマンスに影響が出にくい。高速。
• VirtIOのドライバはフロントエンドとバックエンドで構成されている
  • フロントエンド：ゲスト側
    • I/O要求の受け入れ、応答
  • バックエンド：ホスト側
    • ハイパーバイザにより動作する、というイメージ
    • フロントエンドからの要求を受け入れる。
    • 物理ハードウェアで動かす。
    • レスポンスをフロントエンドに返す。
• 図の例だと、VirtQueueとVRingsという機能でフロントエンドとバックエンドが接続されている。
  • これはQEMUの例だと思う。Linuxだとvirtqueueと書いてある。
  • VirtQueueはゲストとホストで共有メモリとなっている。こういうデータ構造。
  • VirtQueueはゲストOSに固有の情報が組まれている？
  • VRingsは転送される実際のデータ構造を含んでいるらしい。
    • 少なくともLinuxの持っているVirtQueueと若干機能が異なる。
    • Descriptor Ring (Descriptor Area)
      • ゲスト → ホストの領域？
      • 物理アドレス・データバッファの長さ・フラグ
      • ドライバのみがリングに追加可能
      • デバイスはDescriptor Ringに書き込み可能
    • Available Ring (Driver Area)
      • Descriptor Ringの使用可能な領域の循環配列
    • Used Ring (Device Area)
      • すでに使用されたエントリへのポインタ
  • VRingについて
    • 間接Descriptors, Used Buffer Notification Supression, Packed VirtQueueなど
    • どのデータがゲストとホストで交換されたかを示している。