當我們查看Linux kernel.C的Virtio代碼時，我們會發(fā)現(xiàn)許多相關的文件。那么，verdio，我們只有Virtio\UC'，Virtio\ubk。C、 美德\ubalon。C、 等等。與這些文件相關聯(lián)的是什么？其次，有許多相應的程序功能。這個電話怎么說是真的，比如說通過互聯(lián)網(wǎng)。從哪里開始？為了澄清這些關系，必須考慮模式Linux.DiesIn本文分析了linux-kernel-3.10中病毒組織與設備初始化的關系。
總線及驅動的注冊
linux設備驅動模型的核心有三個概念：設備(device)，驅動(driver)，總線(bus)。而如果我們把virtio的相關關系梳理清楚后，以網(wǎng)絡virtio_net為例映射到設備驅動模型，就得到了下圖。我們這個小節(jié)后面就以下圖為背景展開。
圖1
linux將virtio實現(xiàn)分離成兩部分：和物理總線標準相關的（如pci，scsi等），和物理總線標準無關的。
圖中左側部分即和物理總線相關的實現(xiàn)，這里以pci為了，當然virtio也支持其他總線類型，如scsi。virtio-pci是virtio對應pci的驅動實現(xiàn)，所以virtio-pci是一個pci總線上的一個驅動。它通過如下方式注冊到pci總線上去。
l??virtio總線的注冊
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/*virtio.c*/
static struct bus_type virtio_bus?=?{
.name?=?"virtio",
.match?=?virtio_dev_match,
.dev_attrs?=?virtio_dev_attrs,
.uevent?=?virtio_uevent,
.probe?=?virtio_dev_probe,
.remove?=?virtio_dev_remove,
};
static?int?virtio_init(void)
{
if?(bus_register(&virtio_bus)?!=?0)
panic("virtio bus registration failed");
return 0;
}
core_initcall(virtio_init);
如代碼所示，這個總線的名字叫”virtio”，通過bus_register就將virtio總線注冊進系統(tǒng)，可以在sys文件系統(tǒng)中查看。
l??virtio-net驅動注冊
最后我們看我們經(jīng)常接觸到設備驅動的初始化，我們以網(wǎng)絡驅動virtio_net為例，其對應的驅動為virtio-net。其注冊過程如下。
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/*?virtio-net.c?*/
static struct virtio_device_id id_table[]?=?{
{?VIRTIO_ID_NET,?VIRTIO_DEV_ANY_ID?},
{?0?},
};
static struct virtio_driver virtio_net_driver?=?{
.feature_table?=?features,
.feature_table_size?=?ARRAY_SIZE(features),
.driver.name?=????KBUILD_MODNAME,
.driver.owner?=????THIS_MODULE,
.id_table?=????id_table,
.probe?=????virtnet_probe,
.remove?=????virtnet_remove,
.config_changed?=?virtnet_config_changed,
#ifdef CONFIG_PM
.freeze?=????virtnet_freeze,
.restore?=????virtnet_restore,
#endif
};
module_virtio_driver(virtio_net_driver);
#define module_virtio_driver(__virtio_driver)?\
module_driver(__virtio_driver,?register_virtio_driver,?\
unregister_virtio_driver)
int?register_virtio_driver(struct virtio_driver?*driver)
{
/*?Catch this early.?*/
BUG_ON(driver->feature_table_size?&&?!driver->feature_table);
driver->driver.bus?=?&virtio_bus;
return driver_register(&driver->driver);
}
最終通過register_virtio_driver函數(shù)將驅動的bus設置為之前注冊的virtio總線，完成總線的注冊。這樣我們就能在sys文件系統(tǒng)對應virtio總線下的drivers目錄看到這個驅動了。
所以我們再回頭來看圖1，可以看到virtio設備是橫跨兩類總線及驅動的。
virtio設備的初始化流程
梳理清楚virtio相關設備，總線及驅動關系后我們看下virtio設備的初始化過程，我們還是以網(wǎng)絡virtio_net設備為例子。這個初始化過程如下圖2中的黃色部分所示。
圖2
首先是系統(tǒng)啟動kernel初始化階段，pci子系統(tǒng)調用pci_scan_device發(fā)現(xiàn)pci網(wǎng)卡設備，并初始化對應pci_dev結構，然后將去注冊到pci總線上（dev->dev.bus=&pci_bus_type）。同時設置device的vendor_id為0x1AF4（virtio的pci vendor_id），device_id為1
然后當我們加載virtio-pci驅動時,當調用module_pci_driver(virtio_pci_driver)將virtio-pci驅動注冊在pci總線上時，在linux設備驅動模型中，這會導致對pci總線設備鏈表上未被驅動綁定的每個設備調用pci總線的match回調函數(shù)，即pci_bus_match函數(shù)。原型如下：
static int pci_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
pci_bus_match函數(shù)將linux設備驅動模型核心出入的device結構轉換為pci_dev結構，將device_driver結構轉換為pci_driver結構，之后調用pci_match_device函數(shù)判斷pci設備結構是否有匹配的pci設備ID結構。如果有則判斷設備的pci ID和驅動設置的id_table中是否一樣，如果一樣說明設備和驅動匹配（這里設備的vendor_id和virtio-pci的virtio_pci_id_table匹配），將struct device的driver指針指向驅動，然后調用pci總線的probe函數(shù)，即pci_deivce_probe函數(shù)。這個函數(shù)再次將struct device強制轉換成struct pci_dev，將設置在設備中的driver結構強制轉換為struct pci_derver。它再次校驗這個驅動能否支持這個設備，遞增設備的引用計數(shù)，然后調用pci驅動probe函數(shù)(即virtio-pci的probe函數(shù)virtio_pci_probe)，傳入它應該綁定到的struct pci_dev結構體指針。這就進入到了圖2中黃色部分的函數(shù)調用鏈了。
在開始梳理virtio_net初始化調用鏈前我們先看其對應的結構struct virtio_pci_device，將其展開得到圖3。
圖3
我們看到virtio_pci_device可以分為兩部分，一部分是和pci總線相關的設備對應struct pci_dev，另一部分是和virtio總線相關的設備對應struct?virtio_device。
virtio_pci_probe函數(shù)主要負責完成pci_dev部分的初始化，已經(jīng)virtio_device部分初始化，然后調用register_virtio_device函數(shù)。
register_virtio_device函數(shù)將virtio_device的設備總線設置為virtio總線，然后調用device_register將virtio_device對應的設備添加到virtio總線上。這個添加總線的動作，會觸發(fā)virtio總線的match函數(shù)即virtio_dev_match調用，同樣該函數(shù)會比較設備dev的pci id和驅動id (virtio net的devid為1)，如果匹配則virtio bus的probe函數(shù)virtio_dev_probe將被調用。其中又會調用對應驅動的probe函數(shù)，即virtnet_probe。而virtnet_probe將會完成virtio net設備struct?virtio_device剩余部分的初始化。
到此，virtio net的初始化流程就已經(jīng)梳理清楚了。virtio net設備創(chuàng)建完成后也會分別出現(xiàn)在pci總線和virtio總線的drvices目錄下。
最后附上virtio的其他類型設備id：
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#define VIRTIO_ID_NET????????1?/*?virtio net?*/
#define VIRTIO_ID_BLOCK????????2?/*?virtio block?*/
#define VIRTIO_ID_CONSOLE????3?/*?virtio console?*/
#define VIRTIO_ID_RNG????????4?/*?virtio rng?*/
#define VIRTIO_ID_BALLOON????5?/*?virtio balloon?*/
#define VIRTIO_ID_RPMSG????????7?/*?virtio remote processor messaging?*/
#define VIRTIO_ID_SCSI????????8?/*?virtio scsi?*/
#define VIRTIO_ID_9P????????9?/*?9p virtio console?*/
#define VIRTIO_ID_RPROC_SERIAL 11?/*?virtio remoteproc serial?link?*/
355定義virtio u id u caif-12/*virtio caif*/
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