寫在前面

前面博客已經(jīng)了解過。SMMU是IOMMU在ARM架構(gòu)上的實現(xiàn)。主要為了解決虛擬化環(huán)境中，GuestOS無法直接將連續(xù)的物理地址分配給硬件的問題。對于Hypervisor/GuestOS的虛擬化系統(tǒng)來說，所有的VM都運行在Hypervisor上，每一個VM獨立運行一個OS（GuestOS），Hypervisor完成硬件的共享，隔離和切換。那么由于虛擬化系統(tǒng)中，GuestOS看到的內(nèi)存并非實際的物理內(nèi)存，因此需要SMMU對DMA設(shè)備發(fā)出的請求進行翻譯，以確保正確的數(shù)據(jù)傳輸。所以SMMU實際上就是一個為外設(shè)提供的MMU子系統(tǒng)，它主要的作用就是對虛擬地址的管理，映射和翻譯，以確保DMA設(shè)備能夠在虛擬化環(huán)境中正常工作。

再來說說DMA？

DMA（Direct Memory Access），即直接內(nèi)存存取，是一種外部設(shè)備與系統(tǒng)內(nèi)存直接交換數(shù)據(jù)的接口技術(shù)。它允許外設(shè)將數(shù)據(jù)批量傳輸?shù)絻?nèi)存，然后再發(fā)送一個中斷通知CPU去處理，這個過程并不經(jīng)過CPU，從而降低了算力負載。但是，DMA需要連續(xù)的物理內(nèi)存來進行數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)為它不能像CPU一樣通過MMU來操作虛擬地址。我們可以把它理解為使外設(shè)和內(nèi)存之間的橋梁（硬件），這樣外設(shè)可以繞過CPU直接通過DMA將批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)存。

一，QSMMU

本文基于QCOM平臺的SoC進行拆解。在QCOM平臺下，SMMU作為一個子系統(tǒng)負責(zé)將虛擬地址轉(zhuǎn)換為物理地址并檢查訪問權(quán)限。SMMU在SoC中執(zhí)行兩個主要功能：內(nèi)存碎片整理（使用虛擬內(nèi)存）和訪問控制。