Linux IOMMU页面表

Question

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我一直在研究Linux中的IOMMU支持，并对IOMMU中的页面表有一些疑问：

我还没有查看任何驱动程序代码，所以如果有人能指向一些示例驱动程序代码，那就太好了。

- user6400335

你读了什么？ - osgx

2个回答

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虽然 osgx的回答在内核中使用IOMMU的历史上是正确的，但是使用共享虚拟内存的情况，特别是使用PCIe PASID，将需要共享或影子IOMMU和CPU页表，以便可以直接从用户空间驱动程序将指针/ VA（例如到固定缓冲区）传递给设备，而无需任何dma_map相关的内核服务。

当然，这将需要新的API，以便用户空间能够请求SVM /共享页表。

- Vikram S

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可以查看英文原文，
原文链接

- osgx · Accepted Answer

IOMMU是否使用CPU MMU页面表来存储VA->PA映射？

不是。操作系统中有许多进程，每个进程都有自己的VA->PA映射（它们都在单独的虚拟地址空间中运行）。

物理内存由内存控制器控制。设备想要访问物理内存：CPU和外部总线控制器。CPU有自己的转换和总线控制器有自己的转换。

如果虚拟地址不同，那么映射是按设备还是按IOMMU单元创建的？

映射是根据IOMMU的功能创建的。一些简单的IOMMU可能会为设备总线根控制器（PCI Express根复合器）创建一个全局映射。像英特尔的VT-d这样的复杂IOMMU可能会有几个映射或嵌套翻译，根据一些每个端口规则选择。（但桥后面的两个设备通常会有相同的翻译。）

英特尔IOMMU驱动程序为每个域分配虚拟地址。每个PCIE设备都有自己的域（因此受到保护）。由于p2p桥的事务ID别名，位于p2p桥下的所有设备与所有其他设备共享虚拟地址。

在一些系统中，总线地址与CPU物理地址相同，但通常不是这样。IOMMU和主机桥可以在物理地址和总线地址之间产生任意映射。(请参阅https://www.kernel.org/doc/Documentation/DMA-API-HOWTO.txt中“这里有一张图片和一些示例”的附近的图片。)

虚拟地址（X）...虚拟内存系统将X映射到系统RAM中的物理地址（Y）。驱动程序可以使用虚拟地址X来访问缓冲区，但设备本身无法访问，因为DMA不通过CPU虚拟内存系统。

在一些简单的系统中，设备可以直接对物理地址Y进行DMA。但在许多其他系统中，存在IOMMU硬件，用于将DMA地址转换为物理地址，例如将Z转换为Y。