iou如何优化（UIOIOMMUVFIO傻傻分不清楚）
iou如何优化（UIOIOMMUVFIO傻傻分不清楚）因为对于设备中断的应答必须在内核空间进行，所以在内核空间有一小部分代码用来应答中断和禁止中断，其余的工作全部留给用户空间处理。如果用户空间要等待一个设备中断，它只需要简单的阻塞在对 /dev/uioX的read()操作上。当设备产生中断时，read()操作立即返回。UIO 也实现了poll()系统调用，你可以使用 select()来等待中断的发生。select()有一个超时参数可以用来实现有限时间内等待中断。UIO 框架导出sysfs和/dev/uioX 2套用户态接口，用户对设备节点/dev/uioX进行设备控制，mmap()接口用于映射设备寄存器空间，write()接口用于控制中断关闭/打开，read()接口用于等待一个设备中断。5、PCIE与PCI直通的区别是：PCI只能直通给某个特定的虚拟机，而PCIE有可能可以给多个虚拟机用，如具有SR-IOV功能的PCIE设备，通过在HOST上
一、概述UIO -->IOMMU --> VFIO1、UIO的出现，允许将驱动程序用到用户态空间里实现，但UIO有它的不足之处，如不支持DMA、中断等；
2、随着虚拟化的出现，IOMMU也随之出现，IOMMU为每个直通的设备分配独立的页表，因此不同的直通设备(passthrough)，彼此之间相互隔离；
3、有一些场景，多个PCI设备之间是有相互联系的，他们互相组成一个功能实体，彼此之间是可以相互访问的，因此IOMMU针对这些设备是行不通的，随之出现VFIO技术，VFIO兼顾了UIO和IOMMU的优点，在VFIO里，直通的最小单元不再是某个单独的设备了，而是分布在同一个group的所有设备；VFIO可以安全地把设备IO、中断、DMA等暴露到用户空间。
4、kvm的PCI、PCIE设备直通，默认都是通过VFIO实现的（通过virsh attach-device xxx会自动插vfio的相关ko，自动生成vfio的container）；
5、PCIE与PCI直通的区别是：PCI只能直通给某个特定的虚拟机，而PCIE有可能可以给多个虚拟机用，如具有SR-IOV功能的PCIE设备，通过在HOST上抽象出多个的VF，每个VF再通过VFIO直通给虚拟机，最终的表现就是一个物理PCIE网卡可以直通给多个虚拟机用；
6、SR-IOV是针对PCIE设备的，PCI设备理论上不具有SR-IOV功能；
二、UIO
UIO 框架导出sysfs和/dev/uioX 2套用户态接口，用户对设备节点/dev/uioX进行设备控制，mmap()接口用于映射设备寄存器空间，write()接口用于控制中断关闭/打开，read()接口用于等待一个设备中断。
因为对于设备中断的应答必须在内核空间进行，所以在内核空间有一小部分代码用来应答中断和禁止中断，其余的工作全部留给用户空间处理。如果用户空间要等待一个设备中断，它只需要简单的阻塞在对 /dev/uioX的read()操作上。当设备产生中断时，read()操作立即返回。UIO 也实现了poll()系统调用，你可以使用 select()来等待中断的发生。select()有一个超时参数可以用来实现有限时间内等待中断。
UIO的几个特点：
总的来说，UIO框架适用于简单设备的驱动，因为它不支持DMA，不能支持多个中断线，缺乏逻辑设备抽象能力。
三、IOMMU
Many platforms contain an extra piece of hardware called an I/O Memory Management Unit (IOMMU). An IOMMU is much like a regular MMU except it provides virtualized address spaces to peripheral devices (i.e. on the PCI bus). The MMU knows about virtual to physical mappings per process on the system so the IOMMU associates a particular device with one of these mappings and then allows the user to assign arbitrary bus addresses to virtual addresses in their process. All DMA operations between the PCI device and system memory are then translated through the IOMMU by converting the bus address to a virtual address and then the virtual address to the physical address. This allows the operating system to freely modify the virtual to physical address mapping without breaking ongoing DMA operations. Linux provides a device driver vfio-pci that allows a user to configure the IOMMU with their current process.
四、VFIO
UIO不支持DMA，所以通过DMA传输大流量数据的IO设备，如网卡、显卡等设备，无法使用UIO框架，VFIO做为UIO的升级版，主要就是解决了这个问题。通过用户态配置IOMMU接口，可以将DMA地址空间映射限制在进程虚拟空间中。这对高性能驱动和虚拟化场景device passthrough尤其重要。
在VFIO框架中，有几个核心概念或对象：IOMMU、/dev/vfio、container、iommu_group。
VFIO的几个特点：
VFIO是一套用户态驱动框架，它提供两种基本服务：
VFIO由平台无关的接口层与平台相关的实现层组成。接口层将服务抽象为IOCTL命令，规化操作流程，定义通用数据结构，与用户态交互。实现层完成承诺的服务。据此，可在用户态实现支持DMA操作的高性能驱动。在虚拟化场景中，亦可借此完全在用户态实现device passthrough。
VFIO实现层又分为设备实现层与IOMMU实现层。当前VFIO仅支持PCI设备。IOMMU实现层则有x86与PowerPC两种。VFIO设计灵活，可以很方便地加入对其它种类硬件及IOMMU的支持。
接口与KVM一样，用户态通过IOCTL与VFIO交互。可作为操作对象的几种文件描述符有：
逻辑上来说，IOMMU group是IOMMU操作的最小对象。某些IOMMU硬件支持将若干IOMMU group组成更大的单元。VFIO据此做出container的概念，可容纳多个IOMMU group。打开/dev/vfio文件即新建一个空的container。在VFIO中，container是IOMMU操作的最小对象。
要使用VFIO，需先将设备与原驱动拨离，并与VFIO绑定。
用VFIO访问硬件的步骤：
用VFIO配置IOMMU的步骤：
VFIO设备实现层与Linux设备模型紧密相连，当前，VFIO中仅有针对PCI的设备实现层(实现在vfio-pci模块中)。设备实现层的作用与普通设备驱动的作用类似。普通设备驱动向上穿过若干抽象层，最终以Linux里广为人知的抽象设备(网络设备，块设备等等)展现于世。VFIO设备实现层在/dev/vfio/目录下为设备所在IOMMU group生成相关文件，继而将设备暴露出来。两者起点相同，最终呈现给用户态不同的接口。欲使设备置于VFIO管辖之下，需将其与旧驱动解除绑定，由VFIO设备实现层接管。用户态能感知到的，是一个设备的消失(如eth0)，及/dev/vfio/N文件的诞生(其中N为设备所在IOMMU group的序号)。由于IOMMU group内的设备相互影响，只有组内全部设备被VFIO管理时，方能经VFIO配置此IOMMU group。
把设备归于IOMMU group的策略由平台决定。在PowerNV平台，一个IOMMU group与一个PE对应。PowerPC平台不支持将多个IOMMU group作为更大的IOMMU操作单元，故而container只是IOMMU group的简单包装而已。对container进行的IOMMU操作最终会被路由至底层的IOMMU实现层，这实际上将用户态与内核里的IOMMU驱动接连了起来。
总结VFIO是一套用户态驱动框架，可用于编写高效用户态驱动；在虚拟化情景下，亦可用来在用户态实现device passthrough。通过VFIO访问硬件并无新意，VFIO可贵之处在于第一次向用户态开放了IOMMU接口，能完全在用户态配置IOMMU，将DMA地址空间映射进而限制在进程虚拟地址空间之内。这对高性能用户态驱动以及在用户态实现device passthrough意义重大。
四、视频环节
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