Question

IOMMU

IOMMU非常类似于MMU，主要有如下功能：(1)IO地址转换[在64位系统上支持32位设备]；(2)分散-聚集(scatter-gather)支持[简化驱动程序的编写]；(3)DMA重映射与IRQ重映射[简化了IO设备的虚拟化]。
Linux内核当前的DMA映射有如下4种具体实现：
(1)在内存不足3G的机器上，根本不使用任何IOMMU功能，因为根本没必要。内核消息："PCI-DMA: Disabling IOMMU"
(2)基于GART(CONFIG_GART_IOMMU)的硬件IOMMU。内核消息："PCI-DMA: using GART IOMMU"
(3)如果内存大于3G同时机器上又没有IOMMU硬件(或者用了"iommu=soft")，那么就使用软件模拟的 IOMMU(CONFIG_BOUNCE)。内核消息："PCI-DMA: Using software bounce buffering for IO (SWIOTLB)"
(4)基于IBM Calgary硬件的IOMMU，仅用于IBM pSeries/xSeries系列服务器。内核消息："PCI-DMA: Using Calgary IOMMU"

[IOMMU]
iommu={off,force,noforce,soft}

通用IOMMU设置：
off 彻底关闭IOMMU功能
force 强制使用硬件IOMMU，即使硬件可能有缺陷(例如VIA芯片组)或者根本没有必要这样做(例如内存不足3G)。
noforce(默认) 在内存不足3G的机器上，不使用硬件IOMMU，因为根本没有必要。
soft(Intel平台的默认值) 使用通过软件模拟的IOMMU(SWIOTLB)，同时禁止使用硬件IOMMU(即使存在)。

[IOMMU]
iommu=[SIZE][,allowed][,fullflush|nofullflush][,leak[=NUM]][,memaper[=N]|noaperture][,noagp][,merge|nomerge][,forcesac][,panic][,allowdac|nodac][,calgary]

仅适用于硬件IOMMU(GART与Calgary)的设置：
SIZE 重映射区域的大小，单位是字节。
allowed 含义与"force"相同，即使硬件可能有缺陷(例如VIA芯片组)也强制使用硬件IOMMU
fullflush(默认) 每次分配时都刷新IOMMU
nofullflush 不刷新IOMMU
leak=NUM 开启IOMMU泄漏跟踪(CONFIG_IOMMU_LEAK)，NUM是的泄漏页数(默认值是20)。
memaper=N 在RAM中分配的固有窗口(own aperture)的大小，算法是 2^N*32MB，N的默认值是"1"，也就是64MB。
noaperture 禁止IOMMU使用AGP的"aperture"。
noagp 不初始化AGP驱动，使用完全的"aperture"。
merge 强制"scatter-gather"合并，隐含了"force"，这是一个实验性选项。
nomerge 禁止"scatter-gather"合并
forcesac 对于少于40位的掩码强制使用单地址周期(single-address cycle)，这是一个实验性选项。
panic 当IOMMU益处时，允许panic
allowdac 将32位PCI地址用两个时钟周期推入64位地址，这就是DAC的作用。
nodac 禁用DAC，也就是所有4GB以上的DMA将强制通过IOMMU(硬件的或模拟的)
calgary 使用IBM Calgary IOMMU

swiotlb=页数[,force]

仅适用于软件IOMMU(CONFIG_BOUNCE)的设置：
页数 为"IO bounce buffer"预先保留的页数，每个页的大小是128K
force 强制所有IO都透过软件IOMMU

[AMD-IOMMU]
amd_iommu={fullflush|off|force_isolation}

向AMD IOMMU驱动(CONFIG_AMD_IOMMU)传递选项
fullflush 表示当IO/TLB项被取消映射的时候立即刷新IO/TLB项(严格模式，速度较慢)，否则将仅在IO/TLB项被重用之前进行刷新(宽松模式，速度更快)
off 表示彻底禁用AMD IOMMU功能
force_isolation 表示为所有设备强制启用IOMMU隔离(映射)，这样IOMMU驱动就不再需要自己去发起隔离请求。注意：此选项不会覆盖"iommu=pt"

[Intel-IOMMU]
intel_iommu={on,off,igfx_off,forcedac,strict,sp_off}

Intel-IOMMU驱动(CONFIG_INTEL_IOMMU)的主要功能就是DMA重映射，该选项用于设置其特性。
on 开启Intel-IOMMU驱动
off 关闭Intel-IOMMU驱动
igfx_off 关闭Intel集成显卡的DMA重映射功能(默认值为开启)
forcedac 强制PCI设备使用DAC，而禁止进行地址转换(默认值为允许)
strict 禁止批量刷写IOTLB(默认值为允许)
sp_off 关闭super page支持(默认值为开启)

[Intel-IOMMU]
intremap={on,off,nosid,no_x2apic_optout}

设置中断重映射功能：
on(默认值)开启中断重映射
off 关闭中断重映射
nosid 重映射时不对SID(Source ID)做检查
no_x2apic_optout 无视BIOS的设置，强制禁用x2APIC特性，主要用于解决某些对x2APIC支持有缺陷的BIOS导致的故障