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<p><b>Neue Seite</b></p><div>{{Redundanztext<br />
|3=IOMMU<br />
|4=Memory Management Unit<br />
|5=Memory Mapping|2=Mai 2023|1=[[Spezial:Beiträge/141.30.244.2|141.30.244.2]] 00:33, 14. Mai 2023 (CEST)}}<br />
{{Überarbeiten}}<br />
[[Datei:MMU and IOMMU.svg|mini|282px|right|Vergleich einer I/O memory management unit ('''IOMMU''') mit einer memory management unit ('''MMU''').]]<br />
Eine '''I'''/'''O''' '''M'''emory '''M'''anagement '''U'''nit (I/O-MMU, oder kurz '''IOMMU''') erweitert die I/O-Schnittstelle eines [[Mikroprozessor]]s um eine Adressübersetzung und Zugriffsschutz bei [[Direct Memory Access]] (DMA).<br />
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Einsatz von I/O-MMUs war lange nur in High-End-Architekturen üblich, z.&nbsp;B. in einem [[Peripheral Component Interconnect|PCI]]-Interface, welches die Firma [[Sun Microsystems|Sun]] für ihre [[UltraSPARC]]-Prozessoren entworfen hatte. Im Rahmen der Erweiterung der [[AMD64]]-Architektur seitens [[Advanced Micro Devices|AMD]] um Verfahren zur [[Virtualisierung (Informatik)|Virtualisierung]] wurde deren I/O-Hub darum ergänzt. Dieser Artikel bezieht sich vor allem auf die IOMMU für AMD64. AMD liefert seit 2009 Prozessoren mit IOMMU aus, zusammen mit [[HyperTransport]] 3.0.<ref>{{Internetquelle |autor=heise online |url=https://www.heise.de/newsticker/meldung/AMD-HyperTransport-3-0-fuer-Multiprozessor-Server-erst-2009-156129.html |titel=AMD: HyperTransport 3.0 für Multiprozessor-Server erst 2009 |zugriff=2018-10-04 |sprache=de-DE}}</ref><br />
<br />
Das Verfahren ist prinzipiell vergleichbar mit einer [[Memory Management Unit]] (MMU) in [[Multitasking|multitaskingfähigen]] Mikroprozessoren. Der Unterschied liegt darin, dass die IOMMU nicht Teil der Speicheranbindung ist, sondern sich konzeptionell in der [[Northbridge]] befindet. Bei Zugriffen per DMA durch periphere Geräte werden Zieladressen im [[Random Access Memory|RAM]] dabei mit Hilfe einer von Systemsoftware kontrollierten, mehrstufigen Seitentabelle in alternative Adressen übersetzt.<br />
<br />
Die IOMMU ermöglicht folgende Funktionen bei DMA:<br />
* Effektivere Nutzung von 32-Bit-Geräten in 64-Bit-Umgebungen, insbesondere Zugriff auf Speicherbereiche oberhalb von 4 GiB.<br />
* Zugriffsschutz beim Zugriff von Anwendungen auf bestimmte Geräte<br />
* Zugriffsschutz beim Zugriff von [[Virtuelle Maschine|virtuellen Maschinen]] auf bestimmte Geräte<br />
<br />
Zugriffsschutz bedeutet, dass ohne IOMMU keine vollständige Isolation von Prozessen oder virtuellen Maschinen mehr gewährleistet werden kann, wenn direkter Zugriff auf [[Direct Memory Access|DMA]]-fähige Geräte gewährt werden soll. Da DMA-Transfers praktisch auf beliebige Zieladressen im System zugreifen können, kann schädlicher Programmcode damit u.&nbsp;U. auch Speicherbereiche lesen oder überschreiben, die nicht Teil seines eigenen, virtuellen Adressraumes sind (siehe auch [[FireWire#Sicherheitsprobleme|Sicherheitsprobleme bei Firewire]]).<br />
<br />
Ähnliche Funktionen wie die der IOMMU finden sich auch in Prozessoren älterer Bauart. Bisher existiert in vielen Maschinen ein [[Graphics Aperture Remapping Table]] (GART) zur Adressübersetzung speziell für Grafikkarten im [[Accelerated Graphics Port]] (AGP). Die [[Secure Virtual Machine|Secure-Virtual-Machine]]-Erweiterungen (SVM) in AMD-Prozessoren bieten auch ohne IOMMU rudimentären Zugriffsschutz durch einen [[Device Exclusion Vector]] (DEV), um Geräten den Zugang zum RAM vollständig zu verweigern. Mit passender Software-Unterstützung kann die IOMMU sowohl die Funktionen der GART als auch die des DEV ersetzen.<br />
<br />
IOMMU ist kein wesentlicher Bestandteil der hardwareseitigen Virtualisierungsunterstützung [[AMD Virtualization|AMD-V]]. Wenn direkter Zugriff auf I/O-Ressourcen nicht durch einen [[Hypervisor]] (VMM), sondern unmittelbar durch Gastsysteme auf [[virtuelle Maschine|virtuellen Maschinen]] erfolgen soll, bietet sie gegenüber einem klassischen [[Trap-and-Simulate]]-Verfahren jedoch erhebliche Vorteile im Hinblick auf Sicherheit und Leistung. In vielen Anwendungen klassischer [[Virtualisierung (Informatik)|Systemvirtualisierung]] ist ein solcher direkter Zugriff aber nicht erforderlich.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
* [[Intel Virtualization Technology|Intel VT-d]]<br />
<br />
== Quellen ==<br />
<references/><br />
<br />
{{DEFAULTSORT:Iommu}}<br />
[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]<br />
[[Kategorie:Abkürzung|IOMMU]]</div>imported>Pemu