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IOMMU全称为 Input-Output Memory Management Unit，即输入输出内存管理单元。IOMMU是连接在系统I/O总线和主内存之间的一个硬件单元，其主要功能是将设备DMA访问请求中的虚拟地址转换为物理内存地址，并在此过程中执行访问权限检查。

SMMUv3驱动初始化的时候，会注册事件队列中断处理函数、错误中断处理函数和PRIQ中断处理函数。下面分析这些中断处理函数。

宏计算第l级页表在虚拟地址中的偏移。

当使用IOMMU且使能DMA-IOMMU中间层时，使用DMA API接口alloc、free、map、unmap内存时，底层都会调用到IOMMU API，最终调用到SMMUv3驱动，完成内存的map和unmap。调用流程如下图所示。

当使用IOMMU且使能DMA-IOMMU中间层时，使用DMA API接口alloc、free、map、unmap内存时，底层都会调用到IOMMU API，最终调用到SMMUv3驱动，完成内存的map和unmap。调用流程如下图所示。

cp0_pcie0是一个PCIe RC控制器，使用SMMU将PCIe设备的IOVA转换成物理地址，使用和iommu-map定义PCIe设备使用的Stream ID。设备树定义如下所示。

中描述了IOMMU控制器初始化过程。SMMU驱动最后调用将其注册到内核中，下面分析一下SMMU控制器注册过程中都做了那些工作。如下代码所示，函数会遍历定义的所有总线，初始化其中使用SMMU的设备。

SMMUv3驱动的入口函数如下代码所示。

IOMMU核心层使用iommu_group管理使用IOMMU的设备，一个iommu_group里面可能只有一个设备，也可能有多个设备。iommu_group中的所有设备使用同一张IO页表，也即共享一个IOVA地址空间，可以互相访问。iommu_group内有三个iommu_domain，但同一个时刻只能使用一个iommu_domain。// 设备链表......// 使用默认iommu_domain// 使用blocking_domain，阻止dma访问// 使用的domain。

SMMU（System Memory Management Unit，系统内存管理单元）是ARM架构中用于管理设备访问系统内存的硬件模块。SMMU和MMU的功能类似，都是将虚拟地址转换成物理地址，不同的是MMU转换的虚拟地址来自CPU，SMMU转换的虚拟地址来自Device（比如DMA、PCIe等）。起到地址隔离作用。DMA只能访问页表中的地址，非法地址将会被拦截。支持设备使用连续虚拟地址访问离散物理地址，消除了传统DMA直接访问物理内存要求地址连续的限制，以及32位DMA访问4GB地址空间的限制。

提交给SMMU命令在某些情况下不正确时，命令队列有机制报告这些错误。事件队列中记录了一些错误和故障。包括了来自设备流量（traffic）引起的错误和故障，比如配置错误或者设备地址引起的缺页异常。一种基于全局寄存器的SMMU_GERROR机制用于上报以下情况引发的事件：当无法将记录写入事件队列或PRI队列时，以及其他无法写入内存的灾难性事件。这种情况可能发生在事件队列指针错误的指向不存在的内存，或发生队列溢出的情况下。

SMMUv3的Stream Table由STE（Stream Table Entry）表和CD（Context Descriptor）表组成。STE表如果是一级表，则全部由STE组成，每个STE占用64字节，如果是二级表，则第一级表由L1STD组成，每个L1STD占用8字节，L1STD保存了STE表的基地址，第二级表由STE组成。CD表如果是一级表，则表全部由CD组成，每个CD占用64字节，如果是二级表，则第一级表由L1CD组成，每个L1CD占用8字节，保存了CD表的基地址，第二级表由CD组成。

Stream Table中记录了SMMU转换设备地址所需的信息，比如TTB页表基地址、ASID、VMID、配置信息、内存属性等。SMMU使用StreamID和SubstreamID索引Stream Table。Stream Table由STE表和CD表组成，STE表用于第一阶段和第二阶段地址转换，CD表用于第一阶段地址转换。

SMMUv3新增了命令和事件队列（Command and Event queues），可选的PRI队列，用于和软件进行交互。软件将要执行的命令提交到Command队列，比如预取配置、Invalidate STE命令等，SMMU从Command队列取出Command并执行。当命令不正确或配置出错等错误发生时，SMMU将会将这些事件写入到Event队列，软件从Event队列取出Event进行处理。PRI队列用于接收PCIe page requests。