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。
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)
DXGK_VIDMMCAPS
typedef struct _DXGK_VIDMMCAPS {
union {
struct {
UINT OutOfOrderLock : 1;
UINT DedicatedPagingEngine : 1;
UINT PagingEngineCanSwizzle : 1;
UINT SectionBackedPrimary : 1;
UINT CrossAdapterResource : 1;
UINT VirtualAddressingSupported : 1;
UINT GpuMmuSupported : 1;
UINT IoMmuSupported : 1;
UINT ReplicateGdiContent : 1;
UINT NonCpuVisiblePrimary : 1;
UINT ParavirtualizationSupported : 1;
UINT IoMmuSecureModeSupported : 1;
UINT DisableSelfRefreshVRAMInS3 : 1;
UINT IoMmuSecureModeRequired : 1;
UINT MapAperture2Supported : 1;
UINT CrossAdapterResourceTexture : 1;
UINT CrossAdapterResourceScanout : 1;
UINT AlwaysPoweredVRAM : 1;
#if ...
UINT Reserved : 14;
#elif
UINT Reserved : 15;
#elif
UINT Reserved : 18;
#elif
UINT Reserved : 19;
#elif
UINT Reserved : 21;
#elif
UINT Reserved : 22;
#elif
UINT Reserved : 27;
#elif
UINT Reserved : 28;
#else
UINT Reserved : 31;
#endif
};
UINT Value;
};
UINT PagingNode;
} DXGK_VIDMMCAPS;
结构标识内核模式显示微型端口驱动程序(KMD)支持的视频内存管理功能。