vfio 通过VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO得到io信息，然后mmap到user space使用

最新推荐文章于 2025-07-04 15:56:24 发布

tiantao2012

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本文介绍了VFIO_PCI中的VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO ioctl如何获取PCI设备的IO信息，包括配置空间和BAR区域等，并详细解释了通过ioctl获取信息后如何使用mmap将这些IO空间映射到用户空间，使用户空间可以直接访问PCIe设备。

在qemu/hw/vfio 中的common.c 中
int vfio_get_region_info(VFIODevice *vbasedev, int index,
                         struct vfio_region_info **info)
{
    size_t argsz = sizeof(struct vfio_region_info);

    *info = g_malloc0(argsz);

    (*info)->index = index;
retry:
    (*info)->argsz = argsz;

    if (ioctl(vbasedev->fd, VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO, *info)) {
        g_free(*info);
        *info = NULL;
        return -errno;
    }

    return 0;
}
vfio_get_region_info 中是通过VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO 来得到设备io的信息，这里的info是是一个字符串。从
device = ioctl(group, VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD, "0000:06:0d.0");中可以看出info 通过bus：device：fn表示一个pcie的device.
VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO 这个ioctl对应kernel中的vfio_pci_ioctl 中的命令
static long vfio_pci_ioctl(void *device_data,
               unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
   else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO) {
       struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
       struct vfio_region_info info;
       struct vfio_info_cap caps = { .buf = NULL, .size = 0 };
       int i, ret;

       minsz = offsetofend(struct vfio_region_info, offset);

       if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
           return -EFAULT;

       if (info.argsz < minsz)
           return -EINVAL;

       switch (info.index) {
       case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
           info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
           info.size = pdev->cfg_size;
           info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
                     VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
           break;
       case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
           info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
           info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
           if (!info.size) {
               info.flags = 0;
               break;
           }

           info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
                     VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
           if (vdev->bar_mmap_supported[info.index]) {
               info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP;
               if (info.index == vdev->msix_bar) {
                   ret = msix_sparse_mmap_cap(vdev, &caps);
                   if (ret)
                       return ret;
               }
           }

           break;
       case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
       case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
       return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
           -EFAULT : 0;

   }
}
从中可以看到 io总共分为9种
enum {
   VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_BAR1_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_BAR2_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_BAR3_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_BAR4_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX,
   VFIO_PCI_NUM_REGIONS = 9 /* Fixed user ABI, region indexes >=9 use */
               /* device specific cap to define content. */
};
我们这里以VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX 为例，在这里只是准备好了struct vfio_region_info info的offset和size，并设置了info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP;
最终的通过vfio_pci_mmap中的remap_pfn_range来将bar空间映射到user space，这样就可以在user space直接访问pcie的bar空间.

总结一下io空间都是通过ioctl先拿到io的信息后，通过mmap 到user space，让其直接时候io 空间