第1章
课程导论与安全背景
为什么需要驱动隔离？传统内核驱动的安全风险分析。
安全背景
第2章
用户态驱动模型概述
UIO框架介绍、VFIO框架介绍、与内核态驱动的对比。
UIOVFIO
第3章
Linux UIO框架详解
UIO内核模块结构、mmap机制、中断处理流程。
mmap中断
第4章
实战：编写第一个UIO驱动
设备树配置、内核模块代码、用户态程序框架。
实战入门
第5章
UIO中断处理深入
中断使能与屏蔽、中断线程化、性能考量。
中断性能
第6章
VFIO框架入门
IOMMU基础、设备直通概念、VFIO核心数据结构。
IOMMU直通
第7章
VFIO用户态API
容器、组、设备的概念与操作，关键ioctl调用。
APIioctl
第8章
实战：基于VFIO的网卡直通
硬件准备、VFIO绑定、用户态驱动框架。
网卡直通
第9章
DMA与IOMMU编程
DMA映射原理、IOMMU页表管理、地址翻译。
DMAIOMMU
第10章
用户态中断管理
EventFD机制、IRQFD机制、中断重定向。
EventFDIRQFD
第11章
内存隔离与共享
大页内存配置、HugeTLB、DPDK内存模型。
大页DPDK
第12章
实战：构建用户态NVMe驱动
NVMe协议基础、队列对管理、命令提交。
NVMe存储
第13章
性能优化
零拷贝技术、批处理、轮询模式与中断模式选择。
零拷贝轮询
第14章
安全隔离机制
进程隔离、cgroup限制、seccomp过滤、Capabilities。
cgroupseccomp
第15章
实战：用户态GPU驱动原型
GPU虚拟化基础、命令缓冲区提交。
GPU虚拟化
第16章
多队列与并发处理
多线程模型、无锁队列、RCU在用户态的应用。
并发RCU
第17章
调试与追踪技术
strace、gdb、perf、ftrace在用户态驱动中的应用。
调试perf
第18章
错误处理与恢复
设备热插拔、错误状态检测、优雅降级。
热插拔容错
第19章
实战：用户态USB驱动
USB协议栈、urb处理、控制传输。
USB实战
第20章
虚拟化场景下的驱动隔离
KVM与VFIO结合、virtio-user模式。
KVMvirtio
第21章
容器环境中的驱动隔离
容器设备挂载、SRIOV与容器集成。
容器SRIOV
第22章
安全审计与合规
驱动行为审计、日志安全、合规性检查。
审计合规
第23章
实战：用户态存储驱动
SPDK框架介绍、NVMe-oF目标端实现。
SPDKNVMe-oF
第24章
网络功能虚拟化
OVS-DPDK集成、服务链、性能基准测试。
OVSDPDK
第25章
实时系统与驱动隔离
RT-Linux、PREEMPT_RT、用户态驱动实时性。
实时RT
第26章
跨平台移植
ARM64与x86_64差异、设备树与ACPI、编译适配。
ARM64移植
第27章
实战：用户态I2C/SPI驱动
嵌入式场景、寄存器访问、中断处理。
I2CSPI
第28章
高级安全特性
Intel SGX与驱动隔离、AMD SEV、机密计算。
SGXSEV
第29章
性能基准测试方法论
延迟测试、吞吐量测试、资源消耗分析。
基准测试性能
第30章
课程总结与未来展望
用户态驱动生态、CXL与异构计算、发展趋势。
CXL异构