Re: [問題] Virtualbox 產生中斷給 Linux Driver

看板LinuxDev作者ggg12345 (ggg)時間17年前 (2008/08/11 16:28)推噓1(1推 0噓 1→)

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※ 引述《hpeter (hpeter)》之銘言： : 標題: [問題] Virtualbox 產生中斷給 Linux Driver : 時間: Sat Aug 9 13:33:32 2008 : : 請問一下各位先進，小弟現在在練習 Linux Driver 基本的東西 : : 目前在練習中斷的部份，想用 Print Port 產生中斷給 driver : : 現在練習的環境是用 VirtualBox + Ubuntu 8.04 請問一下要如何 : : 產生個中斷給vm 呢？謝謝 (希望不要動硬體XD) : : -- : ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) : ◆ From: 118.165.91.230 : 推 ggg12345:VirtualBox 能令HostOS的LPT介面為interrupt mode嗎? 08/11 00:00 : → ggg12345:理論上沒有不可以的,但 VirtualBox 有這項功能了嗎 ? 08/11 00:02 ========= 在 VM(Virtual Machine) 環境下, guest os 使用到的空間(memory and i/o space)都是虛擬的, 若涉及敏感的(sensitive)部份必須能攔截 (或者說更換)下來再做轉換對映的動作, 以避免實質共用造成的衝突問題. 中斷(interrupt)動作涉及 Disable Interrupt , 因此是個敏感的指令. External Hardware Interrupt 是由外部硬體訊號線觸發, 再由 interrupt controller 與 processor 取得與執行, 其動作相當於在指令間插入一個 int n 的機器指令(這是 X86 為例). 而中斷處理程式(ISR) 一般都涉及I/O 指令, 必須在 kernel mode 才能有效執行. 如果 printer, printer cable 與 print interface 都是在 VM 下虛擬的, 這個 print interface 上的 interrupt line signal 就不必經過 real hardware , 這時候的 VM 就能用軟體在 user mode 檢測與模擬出這個純虛擬的 interrupt 動作. 不過, 多數的 soft VM 若也需要模擬到周邊實體裝置時, 通常都不會使用 interrupt I/O 而是使用 polling , 因為虛擬的裝置若沒有 VM Mornitor 的執行是不會產生訊號的, 而目前的 VM Monitor 並非多緒併行, 非同步的 interrupt signal 是不會發生的, 也就沒必要如此煩複的模擬. 不過, 這是觀察與試用去年的眾多 VM 軟體得來的看法, 新版本可能會有所突破. 假如要讓某個 print port 外接到實體的裝置, 再讓此 print port 與 device 歸 VM 上的 guest os driver 來接受與管理中斷訊號與進行 I/O . 這時候的 VM 軟體就必需有使用該實體 interface port 的 kernel part 可以接收(或者攔截)與處理 real interrupt signal 的代理接管部份. 雖然中斷的發生分為同步與非同步, 也分為硬體觸發與軟體例外事件, 但中斷服務程式的跳轉點都是有限且是已知的, 因此用軟體程式替代就能有攔截效果. 理論上是最簡易可行的, 但架構與規範卻又涉及保護與下層 Host OS 的關係(這裡指的是像 VMware 的模式), 反而因商業競爭而變得莫衷一是. 在方法上, 中斷跳轉點的對映關係必然涉及裝置的配屬與效率處理, 可能硬體廠商(如 intel)會有相當大的主導與干預. 目前通用的做法是設計一個 kernel mode 的 proxy server 來轉接 guest OS driver 所要控制與連通的對象, 該對象可以是虛擬的代用品, 也可以是專門配屬的實體介面與裝置. 但實體產生的中斷請求因涉及 host os 的管轄, 還是很難定案. ====== 就學習與訓練的立場, 架在硬體之上的 Virtual Machine Mornitor 提供 VM 可以快速發展 OS (含 driver routine) 軟體, 但這是有硬體支援下具 full virtualization 能力的機器才可能有這樣的方便. VM 對發展 OS 的優勢就是在程式會出錯的狀況下可以被監測與斷點側錄(snapshot)與接續, 可對故障處快速反覆偵錯, 又因空間的完全隔離, 就因之可藉助已有的 OS 提供各種現有軟體的支援與測試, 是發展與訓練的好工具. 早期的 VM Mornitor 是做在可微程式(microprogrammable)的處理機內部, 屬於可更動式的微碼, 這是通稱的 vm hardware support , 其功能就攔截言非常強大. 但現在通行的 VM 則是以事先更動的方式進行敏感指令(並非出錯的程式碼, 而是有共用硬體衝突顧慮的正確程式碼)的攔截, 因此對出錯除錯的支援較弱, 甚至是不支援. VirtualBox 是接續 QEMU 的部份技術, 而 QEMU 是將所有指令全攔截並進行解譯, 採 block translation 技術進行轉換, 可避免重覆解譯, 效率上比傳統解譯器法高, 同時也可以模擬不同 processor 的指令, 可以跨不同的 processor 執行, 但效率不能跟硬體支援的 VT 相比. QEMU 理論上是相當於 microprogramming emulation 的功能, 但實務上得模擬到每個實體的介面控制器, 因此比只做指令模擬的微碼 VMM 來得複雜, 很多都是將功能簡化. 中斷動作多數只有部份裝置被模擬, 而且是將整個 driver routine 替換掉. display , keyborad 與 mouse , 網路卡就是典型的例子. 硬體控制與中斷動作若要被完全模擬並且也能讓 guest os 也能在 user space 下與指定的硬體來往, Soft VMM 就必須有下列支援性動作. 1. 有程式指令可對特定硬體裝置與介面進行驅動程式卸載, 將硬體資源管轄權轉移給VM , 登載註冊是需要的. 2. Soft VM 有核心功能模組可以設定與 host os 共同管理的裝置(如 DMA 與 interrupt controller). 3. Soft VM 透過 in/out port 程式與 callback function point 傳送, 讓 guest os 的 driver 可以在 user space 透過 VM 的 kernel function 使用到硬體, 並且將 interrupt signal 經 vm 通知並進行緊急對應處理. 4. Soft VM 可以重新設定(如 reset)特定的硬體裝置與介面, 可配屬與解除 guest os 使用對映的實體裝置與介面. 5. Soft VM 可隨通知的 signal state 緊急設定, 改變優先執行的模擬次序. ====== Soft VM 提供給 guest OS 的 Machine Environment 跟敏感指令部位的入口攔截點是密切相關的, 這是模擬難易度與效率的考量. 所以有可能在 guest os 是制式 linux 時, 連接實體 printer 是會 work 的, 但若是自己另外寫的 printer I/O driver 可能就不會 work . 去年的 VirtualBox print port 部份幾乎對real print port 的 polling mode 都不能正常運作, 至於最新版就不知道了, 或許已有改進吧 ! -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.115.4.12