学习: ARM SMMU stream id

Stream ID（SID）不是某条总线标准里"天然存在"的字段，而是 SMMU/系统互连层面用来标识"这次 DMA 是谁发起的"的实现定义 ID。

一句话：

Stream ID 由系统/SoC/Root Complex 设计者根据上游事务的标识信息生成；对 PCIe 来说通常就是 Requester ID，对片上总线来说通常是 AXI ID / Master ID / 端口号等 sideband 信号。

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1. ARM SMMU 里 Stream ID 的本质

ARM 规范原话：

StreamID encoding is IMPLEMENTATION DEFINED。

SMMU 不关心设备叫什么名字，只看事务带进来的 Stream ID，然后：

Stream ID → Stream Table Entry (STE) → 翻译上下文 / 页表 / VM / 权限

所以 Stream ID 就是 SMMU 的"设备身份证"。

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2. PCIe 场景：Stream ID ≈ Requester ID

PCIe TLP 里没有"Stream ID"，只有：

Requester ID = Segment : Bus : Device : Function

ARM 的推荐做法是：

• 低 16 位：

  StreamID[15:0] == RequesterID[15:0]

• 多个 PCI segment / Root Complex 时，高位再拼：

  StreamID[17:0] = { pci_domain[1:0], RequesterID[15:0] }

也就是：

PCIe 设备的 Stream ID，通常由 Root Complex 把 Requester ID 映射/拼接到 SMMU 的 Stream ID 空间。

Substream ID 则对应 PCIe PASID。

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3. 片上总线（AXI / ACE / DTI / 自研互连）：由 SoC 硬连线或固件分配

对 GPU、NPU、ISP、DMA、Codec 这类非 PCIe 主设备：

Stream ID 可能来自：

• AXI AWID/ARID
• Master ID
• 端口号
• 安全状态 NS bit
• 读写方向
• 设备内部 channel / queue 编号

例如某个 SoC：

StreamID = { TBU_ID[14:10], MasterID[9:6], AXI_ID[5:0] }

或者更简单：

GPU  -> StreamID 0x10
NPU  -> StreamID 0x11
ISP  -> StreamID 0x12
DMA0 -> StreamID 0x20

这些关系不是设备自己随便发的，而是：

1. RTL 里把主设备端口接到互连时定好
2. 再通过 Device Tree / ACPI 告诉 OS： 这个 device node 对应哪个 SMMU 的哪个 Stream ID

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4. Stream ID 的几个关键性质

① 每个 SMMU 独立命名空间

不同 SMMU 下 Stream ID=5 是两个不同设备。

② 一个设备可以用多个 Stream ID

比如：

• 控制流用一个 SID
• 数据流用另一个 SID
• 安全世界 / 非安全世界不同 SID

③ Stream ID ≠ PASID / Substream ID

Stream ID     ：哪个设备
Substream ID  ：该设备里的哪个地址空间（通常 = PASID）

④ Secure / Non-secure 会再限定一次

同一个数值 SID，在 Secure 和 Non-secure 命名空间里可以对应不同 STE。

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5. 和 Intel VT-d 的对照

Intel VT-d 没有 Stream ID 这个概念，它直接用：

PCIe Requester ID (BDF)
  → Root Table
  → Context Table
  → PASID Table（Scalable Mode）

所以：

架构	设备标识	细粒度标识
ARM SMMU	Stream ID	Substream ID = PASID
Intel VT-d	Requester ID (BDF)	PASID
AMD-Vi	Device Table Index（常由 BDF 算）	PASID

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6. 一句话总结

Stream ID 不是协议标准字段，而是"系统给 DMA 事务贴的标签"：

• PCIe 系统里通常 = Requester ID
• SoC 里通常 = AXI/Master/Port ID
• 具体怎么拼、怎么分配，由硬件设计 + 固件（DT/ACPI）决定