macos - 我可以使用虚拟机代替物理机进行MacOS设备驱动程序开发吗？

Question

我想修改MacOS X USB XHCI控制器驱动程序。根据苹果公司的说法，他们强烈建议使用两台机器进行调试和测试。不幸的是，我的开发机器具有目标硬件，但是我无法访问其他合适的机器。

经过深思熟虑，是否可以为此目的创建和运行虚拟机？具体来说，我可以让OS X guest虚拟机直接访问我的开发主机吗？

Answer 1

这里确实有几个问题，所以让我们拆开各个部分的包装：

1.在虚拟机中进行macOS kext开发/测试/调试

这通常效果很好。如果将虚拟串行端口连接到VM，则可以获得kprintf日志记录输出，并且可以根据仿真的以太网设备连接lldb内核调试器会话。我知道这适用于VMWare Fusion和Parallels Desktop。我已经有多年没有使用VirtualBox了，但是上一次我尝试过使用virtio网络设备（和驱动程序），因为它模仿默认的英特尔以太网适配器的方式似乎与OSX的驱动程序的内核调试支持不兼容。他们可能已解决此问题。

如果将主机引导到Linux，则还可以在Qemu / KVM虚拟机中运行macOS；否则，您将无法运行macOS。内核调试也可以在那里进行。 （您也可以在macOS上的Qemu中运行它，但是它仅支持仿真模式，与硬件辅助的虚拟化相比，这很慢。）

2.虚拟机中的设备驱动程序开发/测试/调试

您正在为VM环境模拟的设备编写驱动程序-这种情况很明显，当然您可以这样做。许多VM环境可以模拟XHCI主机控制器。

但是，您要询问对物理主机硬件的访问，这通常称为传递。是否可行在很大程度上取决于虚拟化环境和设备类型：


USB设备直通通常得到良好的支持。我已经提到的所有虚拟化环境都以某种形式支持这种方式。它在某些类型的USB设备上比其他类型的设备工作得更好，而在一个VM系统上无法正常工作的设备在另一个VM系统上可能会更好。但是，这种类型的传递发生在USB总线级别上-主机控制器比这更深一层。
如果将许多组件组合在一起，则原则上在现代硬件上也可以进行PCI（e）设备直通。你需要：


具有活动硬件IOMMU的主机系统。 （I / O内存管理单元）英特尔对此的实现称为“ VT-d”。 Mac通常从Intel的“ Ivy Bridge” Core系列CPU开始使用此功能。 （Core i？-3 ???和更高版本）我相信某些较旧的Mac Pro（至强）也具有此功能。与大多数PC不同，Mac上的固件默认情况下启用了此功能。这是必需的，以便可以将来宾物理内存地址透明地传递给设备以用于DMA目的-这些地址与实际的主机物理内存页地址不匹配，并且IOMMU可以在两者之间进行转换。否则，来宾VM可能会向其不拥有的主机内存发出DMA读/写操作！
IOMMU的主机操作系统支持。如果可用，macOS会默认使用它，主要用于防御恶意的Thunderbolt设备。通常需要在Linux上通过内核命令行激活它。我不知道Windows的情况如何。
可以将IOMMU用于PCI设备传递给来宾的VM软件。


Qemu / KVM可以通过vfio（主机）内核模块在Linux主机上执行此操作。我对此有一些个人经验，包括macOS来宾；即使在使用某些GPU的情况下，它在许多情况下的效果也出奇的好。
VMWare ESXi显然还支持PCI直通。 （如果ESXi在Mac硬件上运行，则应该包括对macOS guest虚拟机的支持。）我对此设置没有任何经验。
据我所知，macOS主机（VMWare Fusion，Parallels Desktop，VirtualBox）上的常见桌面虚拟化环境不支持PCI直通。
我done some research into the feasibility支持从macOS主机到xhyve / hyperkit VM guest虚拟机的PCI直通。我想我知道该怎么做，但是我还没有时间尝试实现它。 （而且也没有人付钱让我尝试😉）即使如此，您的用例还有两个障碍，那就是缺少模拟帧缓冲设备以及xhyve / hyperkit中缺少macOS来宾支持。但是，给定足够的开发人员资源，这两种方法都相对容易解决。




综上所述：

如果您想立即执行此操作，请检查您的Mac是否具有IOMMU，如果存在，则您会看到两个选择：在其上引导Linux并使用Qemu / KVM，或使用VMWare ESXi。在这两种情况下，都创建一些macOS虚拟机（可能一个用于测试/调试，另一个用于开发/构建kext），并使用vfio将要为其开发驱动程序的设备传递给测试VM。

这是否比使用两台Mac机更方便，值得商bat！