From 1e07bdad46aaedd1186bb7a0d1ed4f14643b9d59 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: dallasxy <124949998+dallasxy@users.noreply.github.com>
Date: Sat, 20 Jul 2024 19:19:33 +0800
Subject: [PATCH] add part of overview and PCI-Virtualization (#11)

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 src/chap01/Overview.md                     | 20 +++++++++-
 src/chap04/subchap03/PCI-Virtualization.md | 43 ++++++++++++++++++++++
 2 files changed, 62 insertions(+), 1 deletion(-)

diff --git a/src/chap01/Overview.md b/src/chap01/Overview.md
index 9154ec2..e972be3 100644
--- a/src/chap01/Overview.md
+++ b/src/chap01/Overview.md
@@ -4,4 +4,22 @@
 
 # 欢迎使用 hvisor!
 
-Hello~
\ No newline at end of file
+[hvisor](https://github.com/syswonder/hvisor)是一款轻量级Type-1虚拟机监控器，使用Rust语言编写，可以提供高效的资源管理和低开销的虚拟化性能。
+
+特点
+1. **跨平台支持**：支持AARCH64，RISC-V，LoongArch等多种架构。
+2. **轻量级**：专注于核心虚拟化功能，避免了传统虚拟化解决方案中的不必要复杂性，适合资源受限的环境。
+3. **高效**：直接运行在硬件上，无需通过操作系统层，提供接近原生的性能。
+4. **安全性**：Rust语言以其内存安全性和并发编程模型著称，有助于减少内存泄漏、数据竞争等常见的系统级编程错误。
+5. **快速启动**：设计简洁，启动时间短，适合需要快速部署虚拟化的场景。
+
+主要功能
+
+1. **虚拟机管理**：提供创建、启动、停止和删除虚拟机的基本管理功能。
+2. **资源分配与隔离**：支持对CPU、内存和I/O设备的高效分配和管理，通过虚拟化技术确保不同虚拟机之间的隔离，提升系统安全性和稳定性。
+
+使用场景
+
+1. **边缘计算**：适合在边缘设备上运行，为IoT和边缘计算场景提供虚拟化支持。
+2. **开发和测试**：开发者可以快速创建和销毁虚拟机环境，用于软件开发和测试。
+3. **安全研究**：提供一个隔离环境，用于安全研究和恶意软件分析。
diff --git a/src/chap04/subchap03/PCI-Virtualization.md b/src/chap04/subchap03/PCI-Virtualization.md
index e69de29..095b6c9 100644
--- a/src/chap04/subchap03/PCI-Virtualization.md
+++ b/src/chap04/subchap03/PCI-Virtualization.md
@@ -0,0 +1,43 @@
+PCI设备主要有三个空间：配置空间（Configuration Space）、内存空间（Memory Space）和I/O空间（I/O Space）。
+
+### 1. 配置空间（Configuration Space）
+- **用途**：用于设备初始化和配置。
+- **大小**：每个PCI设备都有256字节的配置空间。
+- **访问方式**：通过总线编号、设备编号和功能编号进行访问。
+- **内容**：
+  - 设备标识信息（如供应商ID、设备ID）。
+  - 状态和命令寄存器。
+  - 基地址寄存器（BARs），用于映射设备的内存空间和I/O空间。
+  - 中断线和中断引脚等信息。
+
+### 2. 内存空间（Memory Space）
+- **用途**：用于访问设备的寄存器和内存，适用于高带宽访问。
+- **大小**：由设备制造商定义，映射到系统内存地址空间中。
+- **访问方式**：通过内存读写指令进行访问。
+- **内容**：
+  - 设备寄存器：用于控制和状态读取。
+  - 设备专用内存：如帧缓冲区、DMA缓冲区等。
+
+### 3. I/O空间（I/O Space）
+- **用途**：用于访问设备的控制寄存器，适用于低带宽访问。
+- **大小**：由设备制造商定义，映射到系统的I/O地址空间中。
+- **访问方式**：通过特殊的I/O指令（如`in`和`out`）进行访问。
+- **内容**：
+  - 设备控制寄存器：用于执行特定的I/O操作。
+
+### 总结
+- **配置空间**主要用于设备初始化和配置。
+- **内存空间**用于高速访问设备的寄存器和内存。
+- **I/O空间**用于低速访问设备的控制寄存器。
+
+pci的虚拟化主要是对上述的三个空间做管理。考虑到多数设备中并不存在多条pci总线，且该pci总线的所有权一般归属于zone0，为了保证zone0中pci设备的访问速度，当不存在需要将该总线上的设备分配给其他zone时，hvisor并不会对zone0的pci总线及pci设备做任何处理。
+
+在将PCI设备分配给zone时，我们需要确保zone0中的Linux不再使用它们。只要设备被分配给其他zone，那么zone0就不应该访问这些设备。很遗憾，我们不能仅仅使用PCI热插拔来在运行时移除/重新添加设备，因为Linux可能会重新编程BARs并定位资源到我们不期望或者不允许的位置。因此，需要一个存在于zone0内核中的驱动拦截对这些PCI设备的访问，我们将目光投向了hvisor tool。
+
+hvisor tool会将自己注册为一个PCI虚拟驱动程序，并在其他zone使用这些设备时声明对这些设备的管理权。在创建zone之前，hvisor会让这些设备从他们自己的驱动程序中解绑并绑定到hvisor tool。当一个zone被销毁时，这些设备实际上已经没有zone使用，但是在zone0看来hvisor tool仍然是一个有效的虚拟驱动程序，所以设备的释放需要手动完成。hvisor tool会释放绑定到这些zone的设备，从zone0 linux的角度来看，这些设备不被绑定到任何驱动程序，那么如果需要使用这些设备linux会自动的重新绑定正确的驱动程序。
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+现在我们需要让zone能够正确的访问到pci设备，为了尽可能简洁的完成这一目标，我们直接复用了pci总线的结构，也就是说，关于pci总线的内容会同时出现在需要使用该总线上设备的设备树中，但是除了真正拥有这条总线的zone以外，其他zone只能通过mmio由hvisor代理访问该设备，当zone试图访问一个PCI设备时，hvisor会检查是否拥有该设备的所有权，所有权在zone创建时一同被声明。如果zone访问一个属于自己的设备的配置空间，hvisor会正确的返回信息。
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+目前，I/O空间和内存空间的处理方案与配置空间相同。因为bars资源的唯一性，配置空间不可能被直接分配给zone，且对bar空间的访问频率很低，并不会过多的影响效率。但是I/O空间和内存空间的直接分配是理论上可行，进一步会将I/O空间和内存空间直接分配给对应的zone以提高访问速度。
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+为了方便在QEMU中测试PCI虚拟化，我们编写了一个PCI设备。
\ No newline at end of file