vfio-pci 驱动代码分析

以下是针对 Linux 5.4.233 内核 中 vfio-pci 驱动代码的核心分析框架：

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1.、代码位置与核心文件

# Linux 5.4.233 源码路径
drivers/vfio/pci/
├── vfio_pci.c         # PCI设备驱动主逻辑
├── vfio_pci_config.c  # PCI配置空间模拟
├── vfio_pci_intrs.c   # 中断处理
├── vfio_pci_rdwr.c    # BAR空间读写操作
└── vfio_pci_zdev.c    # (s390架构专用)

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2、核心机制分析

2.1. 设备绑定与初始化

• 入口函数：vfio_pci_init()
  注册PCI驱动结构体 vfio_pci_driver，定义设备匹配表（如PCI ID列表）。
• 关键结构体：

  static struct pci_driver vfio_pci_driver = {
       
       
      .name           = "vfio-pci",
      .id_table       = vfio_pci_table,
      .probe          = vfio_pci_probe,
      .remove         = vfio_pci_remove,
      .sriov_configure = vfio_pci_sriov_configure,
  };
  

• 设备探测：vfio_pci_probe()
  分配 vfio_pci_device 对象，初始化设备资源（BAR空间、中断等），调用 vfio_add_group_dev() 将设备加入VFIO组。

2.2. PCI配置空间虚拟化

• 文件：vfio_pci_config.c
  通过读写钩子函数（如 vfio_pci_config_read()）模拟PCI配置空间，支持虚拟机对设备的配置访问。
• 关键操作：

  const struct vfio_config_ops vfio_pci_config_ops = {
       
       
      .read    = vfio_pci_config_read,
      .write   = vfio_pci_config_write,
      .get     = vfio_pci_config_get,
      .set     = vfio_pci_config_set,
  };
  

2.3. DMA与IOMMU映射

• DMA重映射：通过 vfio_iommu_type1 模块实现IOMMU映射，确保设备DMA操作在安全沙箱内。
• 关键函数：
  • vfio_pci_set_dma_maps()：建立设备DMA映射。
  • vfio_pci_dma_unmap()：解除映射。

2.4. 中断处理

• 文件：vfio_pci_intrs.c
  支持MSI/MSI-X和INTx中断模式，通过事件fd（eventfd_ctx）向用户空间(QEMU)传递中断信号。
• 核心流程：

  vfio_pci_set_irqs_ioctl()