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IoMmu 模型

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本页介绍 WDDM 2.0 中引入的 IoMmu 模型。 有关最新的 IOMMU 更新，请参阅基于 IOMMU 的 GPU 隔离和 IOMMU DMA 重新映射。

概述

输入输出内存管理单元 (IOMMU) 是一个硬件组件，它将支持具有 DMA 功能的 I/O 总线连接到系统内存。 它将设备可见的虚拟地址映射到物理地址，使其在虚拟化中很有用。

在 WDDM 2.0 IoMmu 模型中，每个进程都有一个虚拟地址空间，即：

  • 在 CPU 和 GPU 之间共享。
  • 由 OS 内存管理器管理。

为了访问内存，GPU 向兼容的 IOMMU 发送数据请求。 该请求包括一个共享虚拟地址和一个进程地址空间标识符 (PASID)。 IOMMU 使用共享页表执行地址转换。 下图说明了此操作。

显示 WDDM 2.0 中的 IOMMU 进程地址空间转换的关系图。

内核模式显示驱动程序 (KMD) 通过设置DXGK_VIDMMCAPS::IoMmuSupported 上限来表示对 IoMmu 模型的支持。 设置此标志后，视频内存管理器 (VidMm) 会自动将 GPU 与 IOMMU 一起使用的任何进程注册，并获取该进程地址空间的 PASID。 PASID 在创建设备期间传递给驱动程序。

VidMm 在显示之前将主要分配映射到光圈段，确保显示控制器具有对这些分配的物理访问权限。

在 IoMmu 模型中，用户模式显示驱动程序 (UMD) 继续使用 VidMm 的 Allocate 服务为 GPU 分配视频内存。 此过程允许 UMD：

  • 遵循驻留模型。
  • 支持 DirectX 资源共享模型。
  • 确保主图面对内核可见，并在显示之前映射到光圈。

UMD 在用户模式下完全管理第一级转换（磁贴资源地址到共享 CPU/GPU 地址）。