SMMU简介
名词解析：
TCU：translation control unit
TBU：tanslation buffer unit
IOVA：IO virtual address
IPA：intermediate physical address
SMMU基础概念：
MMU是用于CPU访问资源（DDR、外设等）做地址转换，SMMU是用于外设（可以发起访问的master设备）访问资源（DDR、外设等）做地址转换的。
TCU用来管理页表，master发出一个VA请求，首先到TCU，TCU会去找页表，找到之后将PA传给TBU，TBU实际发送访问
TCU：SMMU（System MMU）中的子模块，主要负责地址转换和内存访问权限的控制。
在虚拟化环境中，SMMU起到了管理设备和主存之间内存映射关系的作用。SMMU TCU是其中一个重要的组成部分，它负责处理虚拟地址到物理地址的转换和权限控制。
SMMU TCU通过管理页表或映射表等数据结构来实现地址转换。当设备发送一个虚拟地址到SMMU时，TCU会根据页表或映射表查找相应的映射关系，然后将虚拟地址转换为物理地址。这个过程可能需要考虑页表的级联、TLB（Translation Lookaside Buffer）缓存的管理等。
同时，SMMU TCU也负责对内存访问的权限进行控制。它会检查设备对内存的读写权限，并与页表或映射表中的权限位进行比较，以确定是否允许设备执行相应的内存访问操作。
通过使用SMMU TCU，可以实现对设备访问物理内存的控制和隔离。它可以保护系统的安全性，防止设备越权访问内存，并提供更灵活的内存管理和地址转换功能，以适应虚拟化环境的需求。
TBU：SMMU（System MMU）中的子模块，主要用于缓存设备和SMMU之间交互的事务，以提高系统性能。
在虚拟化环境中，SMMU起到了管理设备与主存之间内存映射关系的作用。当设备进行一次内存访问时，需要经过多次的地址转换和权限检查等操作。这些操作可能涉及到多个硬件模块和复杂的计算，会对系统性能产生负面影响。
为了提高系统性能，SMMU引入了TBU模块。当设备发送一个内存访问请求到SMMU时，TBU会将请求缓存到内部的事务队列中，并等待SMMU完成相关操作后再将结果返回给设备。这样，在多个访问请求之间可以实现乱序执行，从而提高系统并发度和吞吐量。
同时，SMMU TBU还支持多种优化技术，例如乱序执行、流水线运行、事务合并等。这些技术可以进一步提高系统性能，减少因硬件调度带来的延迟和开销，并确保设备和SMMU之间的数据一致性
IOVA是设备的虚拟地址，它是设备看到的地址。当设备进行DMA访问时，使用的是IOVA作为地址进行内存操作。IOVA通常是由设备驱动程序根据设备的规格和约束生成的，用于标识设备需要读写的内存位置。
IPA是系统中的一个特定地址空间，用于表示设备访问的中间物理地址。当设备的IOVA需要转换成物理地址时，系统会使用SMMU（System MMU）等硬件模块将IOVA转换为IPA，然后再进一步转换为最终的物理地址。
这个IOVA到IPA的转换过程涉及到地址映射和权限控制等操作。在虚拟化环境下，SMMU负责管理设备和主存之间的内存映射关系，并进行IOVA到IPA的转换。SMMU会根据页表或映射表等数据结构，查找对应的映射关系，将IOVA转换为IPA，然后再由物理地址生成最终的物理地址。
TLB：System MMU Translation Lookaside Buffer，是SMMU的翻译后备缓冲器
StreamID: device 通过物理线连接到SMMU ,这个StreamID就是用来标识SMMU上连接的设备。想象一个8 ports hub上连接了8个物理设备，这8个设备就可以通过portID来标识，比如port 0代表第一个设备，同理steamID。
STE: stream Table Entry，可以理解为SMMU页表转换的第一级索引，每一个streamID代表着一个STE，通过这个STE指向的连接可以找到真正的虚地址-->物理地址转换的页表。假设SMMU上连接着8个具体设备，每个设备都有自己的StreamID，那就有至少8个STE表项。
CD: Context Descriptor, stage 1的页表配置项，用于一个设备中不同的进程，它其中的TTB0指向了真正的页表信息，比如PGD, PMD, PTE等，完全和MMU的页表转换原理一样；
SMMU输入：substreamId，streamId，input address
master在访问某个地址时，就会随着地址一并发出substreamId，streamId给到SMMU
SMMU根据streamID和substreamID来做index找到对应的页表，然后进行地址转换
SMMU的数据结构：
smmu的重要的用来dma地址翻译的数据结构都是放在内存中的，由smmu的寄存器保存着这些表在内存中的基地址，首先就是Stream
Table Entry(STE)，这ste 表既包含stage1的翻译表结构也包含stage2的翻译结构，所谓stage1负责VA 到 PA的转换，stage2负责IPA到PA的转换。
SMMU的组成：
TCU + N TBU的分布式设计（一个SMMU至少包含一个TCU和一个TBU），TBU一般是放在靠近master的地方，TCU一般是放在离interconnect近的地方
TBU：内部是包含TLB的，⽤来直接连接上游master。
TLB：前面介绍到的用于缓存VA->PA转换关系的一种特殊cache。
TCU：这个是⽤来直接是跟TBU连接的，负责page table walk或者是configuration table walk（STE、CD的信息等）。TCU主要就是负责把这些信息拿回来，包括event queue的访问等也是TCU。TCU内部也是有⼀些cache，但是不叫TLB cache。
DTI：TBU和TCU之间的双向交互的通信协议。
