本篇参考 arm 官网公开材料 和 小崔的linux 专栏 https://zhuanlan.zhihu.com/p/105005488
宋宝华老师MMU介绍
armv8-armv9 MMU深度学习
MMU是Memory Management Unit的缩写，中文名是内存管理单元。它是一种负责处理中央处理器（CPU）的内存访问请求的计算机硬件。它的功能包括虚拟地址到物理地址的转换（即虚拟内存管理）、内存保护、中央处理器高速缓存的控制。
在linux中，用户态使用的内存是虚拟地址（Virtual Address，VA），实际硬件内存称为物理地址（Physical Address，PA）。用户访问内存看到的是VA，内核转化成PA操作实际物理地址。这里要提一下，实际MMU硬件支持2层转化，PA->IPA->VA，但是linux bypass了IPA，简化了流程（加密1次和加密2次效果一样）。
对用户体现虚拟地址，一方面可以起到安全作用（防止直接访问物理地址，查看我们存储的数据），另一方面减少用户对物理内存设备的关注，用户只要关注申请、读写、释放等使用内存操作即可。
操作系统中，内存的使用非常频繁，小到一个进程任务分配堆栈、申请内存，大到设备访问内存（读写等操作）。根据上述MMU功能介绍，这些内存使用都需要经过CPU从VA到PA的互相转化。而CPU的总线固定，一旦访问过多，访问有快有慢等，势必造成总线拥堵，影响性能。
A System Memory Management Unit (SMMU) performs a task that is analogous to that of an MMU in a PE, ** **. It is active for DMA only. Traffic in the other direction, from the system or PE to the device, is managed by other means – for example, the PE MMUs.
1）上面SMMU给（使能DMA）device提供地址转换功能。device 使用VA访问内存，smmu根据VA计算对应PA，访问物理内存；
2）下面SMMU一对一连接PCIe Root Complex (which itself hosts a network of endpoints)设备，为PCIE设备提供虚拟地址（通过ATS）功能。
2）SMMU B为多个device（使用同个I/O，经过DMA）提供地址翻译功能；
3）SMMU C并行提供多条路径，多个功能，以提供更高带宽，包括：
a. central translation table walker，包括主接口（用于获取翻译地址、初始化页表结构和队列）以及从接口（用于配置访问权限）。
b. 为多个device设备和PCIe提供虚拟化能力。
SMMU和MMU功能一样，为device设备提供地址转换功能，同时提供读写权限、Cache属性，更厉害的是MMU和SMMU可以共页表。
相对不同的是，一个MMU仅支持一个CPU，但是SMMU可以支持多个外设，为了区分这些外设，使用StreamID来标识，同个SMMU的StreamID必须唯一，不同SMMU的StreamID互不影响.
1.地址转换功能，虚拟内存，提供1级页表和2级页表的能力；
2.地址读写权限属性、cache属性；
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如果SMMU全局接口关闭（SMMU_CR0.SMMUEN == 0），地址不经过翻译直接bypass传输，相当于无smmu器件；
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stage1 bypass，只提供IPA->PA； stage2 bypass，只提供VA->IPA；这里理解下，并不是说任一bypass，smmu就无法提供VA->PA的能力，而是只翻译一次。之前提过，linux的IPA是直接bypass，只用一次页表翻译的，所以理论上bypass stage1或stage2，翻译一次即可同linux页表翻译，此时比如只使能stage1，VA->IPA相当于VA->PA；
如上
1）SMMU根据 STRTAB_BASE 查找 STE table，每个设备对应一个streamID，并对应一个STE表。
2）SMMU_(S_)STRTAB_BASE_CFG.SPLIT 决定是 Linear Stream Table 还是 2-level Stream Table 查表方式；
3）Linear Stream Table 方式每个 StreamID 对应一个STE
4）2-level Stream Table方式 StreamID 不同 bit 指向不同STE
Translation Lookaside Buffer可翻译为“地址转换后援缓冲器”，也可简称为“快表”。用于存放页表转换关系的 cache，其中存储了当前最可能被访问到的页表项，其内容是部分页表项的一个副本。只有在TLB无法完成地址翻译任务时，才会到内存中查询页表，这样就减少了页表查询导致的处理器性能下降，提高页表转换的效率。