Блок управления памятью ввода–вывода

• Определение и функции IOMMU

  • IOMMU — это блок управления памятью, который соединяет шину ввода-вывода с основной памятью. 
  • Он преобразует виртуальные адреса устройств в физические адреса, аналогично традиционному MMU. 
  • Некоторые устройства используют IOMMU для защиты памяти от вредоносных устройств. 

• Примеры и архитектура

  • IOMMU используется в графических картах AGP и PCI Express для преобразования адресов устройств в память. 
  • В архитектуре x86 до разделения функций северного и южного мостов IOMMU выполняла виртуализацию ввода-вывода. 

• Преимущества IOMMU

  • Позволяет выделять большие области памяти без необходимости их смежности в физической памяти. 
  • Предотвращает использование векторных списков ввода-вывода и позволяет обрабатывать большие объемы памяти. 
  • Обеспечивает возможность использования гостевыми операционными системами неподходящего оборудования для виртуализации. 
  • Позволяет обрабатывать аппаратные прерывания и поддерживает подкачку периферийной памяти. 

• Недостатки IOMMU

  • Может привести к снижению производительности из-за накладных расходов на перевод и управление. 
  • Потребляет дополнительную физическую память для таблиц страниц ввода-вывода. 
  • Сложности с распределением памяти могут привести к снижению производительности драйверов устройств. 

• Виртуализация и IOMMU

  • В виртуальных машинах IOMMU решает проблему доступа к оборудованию, повторно сопоставляя адреса. 
  • AMD, IBM, Intel и другие компании опубликовали спецификации для технологии IOMMU. 

• Технические характеристики и поддержка

  • AMD опубликовала спецификацию AMD-Vi для технологии IOMMU. 
  • IBM и Intel также предлагают свои версии IOMMU для виртуализации. 
  • PCI-SIG и ARM также внесли свой вклад в разработку и поддержку IOMMU. 

• Дополнительные ресурсы

  • Ссылки на внешние ресурсы и конференции для изучения API-интерфейсов DMA и IOMMU.