uio是什么意思

UIO的意思如下：

UIO（Userspace IO）是运行在用户空间的IO技术。Linux系统中一般的驱动设备都是运行在内核空间，而在用户空间用应用程序调用即可，而UIO则是将驱动的很少一部分运行在内核空间，而在用户空间实现驱动的绝大多数功能，使用UIO可以避免设备的驱动程序需要随着内核的更新而更新的问题。

工作原理：

UIO在用户空间下的驱动程序比运行在内核空间的驱动要多得多，UIO框架下运行在内核空间的驱动程序所做的工作很简单，常做的只有两个：分配和记录。设备需要的资源和注册UIO设备和，必须在内核空间，实现的小部分中断应答函数。

UIO内核空间的程序所做的越少越好，在用户空间能完成的，就不需要放在内核空间做（比如说响应中断），这样假如内核有变化，UIO框架中的驱动维护也是比较简单的。对于用户空间的驱动程序，还可以集成到某款应用软件中。因为使用UIO的设备一般比较少见，所以，可以作出这类的驱动，也可以针对某款或者一类设备作出应用程序集成驱动即可。

本文整理下之前的学习笔记，基于DPDK17.11版本源码分析。主要分析一下igb_uio驱动源码。

首先简单介绍一下kernel中的总线-设备-驱动模型，以pci总线为例，pci总线上有两个表，一个用于保存系统中的pci设备，一个用于保存pci设备对应的驱动。每当加载pci设备驱动时，就会遍历pci总线上的pci设备进行匹配，每当插入pci设备到系统中时，热插拔机制就会自动遍历pci总线上的pci设备驱动进行匹配，如果匹配成功则使用此驱动初始化设备。

注册pci总线

可以调用bus_register注册总线。比如下面的pci总线，平台总线和usb总线等。

注册总线后，会在 /sys/bus 下生成总线目录，比如 pci 总线会生成目录 /sys/bus/pci

注册总线后，会生成文件/sys/bus/pci/drivers_autoprobe，写此文件时在kernel中会调用如下函数，如果为1，表示 bus 支持自动探测 device，则加载驱动时，自动遍历所有pci设备进行匹配

注册驱动到pci总线

结构体struct pci_driver表示一个pci设备驱动，其中id_table和dynids用来保存此驱动支持的设备id等信息，如果有匹配的设备，则调用probe函数。

调用函数pci_register_driver注册pci设备驱动。

注册驱动后，会在/sys/bus/pci/drivers目录下创建以驱动名字命名的目录，并在此目录下创建new_id, bind和unbind等sys文件，可以通过这些文件动态修改驱动信息。

向new_id写入"0x0806 0x1521"信息(0x0806表示vendor id，0x1521为device id)时，会调用kernel中的store_new_id，解析相关字段后，保存到动态链表dynids，然后遍历当前所有的pci设备进行匹配。

向bind文件写入网卡的pci地址时，会调用kernel中的bind_store，将此网卡绑定到此驱动。

向unbind文件写入网卡的pci地址时，会调用kernel中的unbind_store，将此网卡和此驱动解绑。

发现pci设备

系统启动时会扫描所有的pci设备，以他们的pci地址为名字创建目录，并在此目录下创建相关的sys文件。并且会遍历所有的pci设备驱动进行匹配。

向设备的driver_override文件写入驱动名字，表示此设备只能绑定到此驱动。

如何匹配？

前面多次提到设备和驱动进行匹配，究竟如何匹配呢？

先看一下用来表示一个pci设备的结构体pci_dev，其中如下几个成员变量表示此pci设备的类型，一般vendor和device就足够，vendor表示此设备是哪个厂商的，device表示此设备的类型。

再看一下用来表示设备驱动的pci_driver，其中id_table和dynids用来保存此驱动支持的设备类型，前者是静态值，后者可以通过驱动目录下的new_id动态添加。设备类型使用pci_device_id结构体来表示，其成员变量也是vendor,device等信息，和pci_dev中的信息是一样的，所以可以使用这几个字段进行匹配。

最终使用函数pci_match_device进行驱动和设备的匹配。

网卡如何绑定到igb_uio驱动呢？这里拿DPDK提供的脚步文件dpdk-devbind.py中的函数bind_one进行分析。

igb_uio驱动的id_table为空，则在加载此驱动时，是不会匹配到任何设备的。

经过上面的分析，有三种方法可以将网卡绑定到驱动igb_uio

igb_uio probe

经过前面的分析网卡绑定到了igb_uio驱动后，会调用驱动的probe函数igbuio_pci_probe，主要做了如下几个事情：

a. 调用pci_enable_device使能pci设备

b. 设置DMA mask

c. 填充struct uio_info信息，注册uio设备

d. 注册中断处理函数

宏uio_register_device用来注册uio设备。

简单总结一下，igb_uio是DPDK使用网卡的一个通用驱动，不只intel网卡可以用，其他厂商的网卡也可以用(有一个例外，mellanox的网卡不用绑定到igb_uio就能被使用DPDK)，因为它只使能了pci设备，注册uio，和注册中断处理函数，这些工作是不区分网卡类型的。

加载igb_uio时，不会自动探测pci设备，而是需要写sys文件将设备绑定到igb_uio。

igb_uio依赖uio驱动，注册uio设备后，会生成/dev/uiox，和网卡一一对应，用户态可以poll /dev/uiox监听中断是否到来。

同时uio设备还会将网卡的BAR地址通过sys文件系统暴露出去，用户态可以mmap sys文件后 *** 作网卡寄存器。但是DPDK没有采用这种方式，而是直接mmap网卡自身暴露出去的sys文件 /sys/bus/pci/devices/'pci address'/resource0。

https://www.cnblogs.com/jungle1996/p/12398915.html

https://www.cnblogs.com/jungle1996/p/12452636.html

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