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Windows 图形显示驱动开发-WDDM 2.0功能_IoMmu 模型

news 来源：原创 2025/5/14 4:08:28

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。