dev/iommu_group/iommu_domain 三者关系的简单理解

从device这个结构体中可以得到struct iommu_group *group;
例如:
struct iommu_group *iommu_group_get(struct device *dev)
{
    struct iommu_group *group = dev->iommu_group;

    if (group)
        kobject_get(group->devices_kobj);

    return group;
}
group = iommu_group_get(dev);
而iommu_group 有包含iommu_domain
例如:domain = group->domain;
总结一下:dev->iommu_group->domain.可见domain 代表一个具体的设备使用iommu的详细spec。
有了domian只有就可以通过iommu_dma_init_domain 来设定这个dev使用smmu详细的spec
int iommu_dma_init_domain(struct iommu_domain *domain, dma_addr_t base,
        u64 size, struct device *dev)
{
    struct iova_domain *iovad = cookie_iovad(domain);
    unsigned long order, base_pfn, end_pfn;

    if (!iovad)
        return -ENODEV;

    /* Use the smallest supported page size for IOVA granularity */
    order = __ffs(domain->pgsize_bitmap);
    base_pfn = max_t(unsigned long, 1, base >> order);
    end_pfn = (base + size - 1) >> order;
}
例如我们会根据domain->pgsize_bitmap 来决定order等。所以说domain 代表这个dev使用iommu详细的spec.
而目前系统中的iommu_group 主要分成两个group,一个是pcie。一个是generic ,这个从下面这个函数中可以看出
static struct iommu_group *arm_smmu_device_group(struct device *dev)
{
    struct iommu_group *group;

    /*
     * We don't support devices sharing stream IDs other than PCI RID
     * aliases, since the necessary ID-to-device lookup becomes rather
     * impractical given a potential sparse 32-bit stream ID space.
     */
    if (dev_is_pci(dev))
        group = pci_device_group(dev);
    else
        group = generic_device_group(dev);

    return group;
}



<think>好的,我需要回答用户关于vfio_iommu_type1_map_dma函数的功能和用法的问题。首先,我得回忆一下VFIO框架的基本知识。根据用户提供的引用内容,VFIO是内核中用于IOMMU的软件框架,支持DMA Remapping,允许用户态驱动和设备透传。 接下来,用户提到的几个引用中,引用[1]提到这个函数涉及分配iommu_domain,关联group,调整映射区和保留区域,并进行iommu_map。引用[3]和[4]则讨论了VFIO接口中的container和相关的ioctl命令,特别是VFIO_IOMMU_MAP_DMA,用于建立设备地址到用户进程虚拟地址的映射。 所以,vfio_iommu_type1_map_dma应该与DMA映射有关。它的功能可能是将设备的DMA地址空间映射到用户空间的虚拟地址,确保设备能够安全访问内存。同时,需要处理IOMMU的页表,保证隔离性和安全性。 关于用法,用户态可能通过VFIO_IOMMU_MAP_DMA这个ioctl来调用该函数,传递参数如虚拟地址、设备地址、大小和访问权限。内核中的这个函数会验证参数,处理内存区域,并调用iommu_map进行实际的映射操作。 还需要考虑错误处理和安全性,比如地址对齐、权限检查,以及可能的冲突和覆盖情况。引用[1]提到检查未映射区域并进行PIN和映射,这可能涉及锁定内存页和更新IOMMU页表。 总结起来,这个函数的核心功能是实现DMA地址映射,确保用户态驱动可以安全地进行DMA操作,同时维护IOMMU的隔离性。使用时需要遵循VFIO的API,正确处理内存区域和参数。</think>### vfio_iommu_type1_map_dma 功能解析 `vfio_iommu_type1_map_dma` 是 Linux 内核 VFIO 框架中用于 **建立设备 DMA 地址到用户空间虚拟地址映射** 的核心函数,其功能可分解为以下关键点: 1. **映射关系建立** 将用户态进程的虚拟内存区域(通过 `vaddr` 指定)映射到设备可见的 IOMMU 域(`iommu_domain`)中,生成对应的设备物理地址(`iova`)。这一过程确保设备可通过 DMA 安全访问用户态内存[^1][^3]。 2. **内存锁定与权限控制** - 通过 `pin_user_pages` 锁定物理页,防止内存被换出(确保 DMA 操作期间物理地址固定)。 - 根据用户指定的访问权限(如 `VFIO_DMA_MAP_FLAG_READ/WRITE`)配置 IOMMU 页表条目,实现细粒度保护。 3. **IOMMU 页表更新** 调用 `iommu_map` 函数将 `iova` 与物理页的映射关系写入 IOMMU 页表,硬件会自动完成地址转换,隔离设备对非授权区域的访问[^1][^2]。 4. **区域冲突检查与合并** 维护链表跟踪所有 DMA 映射区域,处理新映射与现有区域的冲突或重叠,必要时合并相邻区域以优化管理[^1]。 --- ### 使用说明 #### 用户态调用流程 1. **获取容器句柄** 打开 `/dev/vfio/vfio` 获取 `container` 对象[^3][^4]。 2. **设置 IOMMU 类型** 通过 `VFIO_SET_IOMMU` 指定 `VFIO_TYPE1_IOMMU`(需先通过 `VFIO_CHECK_EXTENSION` 验证支持性)。 3. **构造映射参数** ```c struct vfio_iommu_type1_dma_map map = { .argsz = sizeof(map), .flags = VFIO_DMA_MAP_FLAG_READ | VFIO_DMA_MAP_FLAG_WRITE, .vaddr = user_vaddr, // 用户空间虚拟地址起始 .iova = device_iova, // 设备可见的IOVA起始 .size = size // 映射区域大小 }; ``` 4. **执行 ioctl 映射** ```c ioctl(container_fd, VFIO_IOMMU_MAP_DMA, &map); ``` #### 内核态关键约束 - **地址对齐**:`vaddr` 和 `iova` 需按页对齐(通常 4KB),`size` 需为页大小的整数倍。 - **重复映射处理**:若 `iova` 范围已存在映射,可能返回 `-EEXIST` 错误,需用户态显式解除旧映射[^1]。 - **权限继承**:映射后的 DMA 访问权限不得超过用户态内存的原始权限(如只读内存不可配置为可写)。 --- ### 典型应用场景 1. **用户态驱动开发** 允许用户态程序直接控制设备 DMA,无需内核驱动介入。 2. **虚拟机设备透传** 在虚拟化场景中,将物理设备 DMA 安全映射到虚拟机内存空间[^4]。 3. **高性能数据采集** 避免内存拷贝,设备 DMA 直接写入用户态缓冲区。
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