Trace32支持一系列的SMMU命令，可以幫助用戶更好地配置、查看和分析SMMU。換句話說，就是讓SMMU的配置變得可視化。
在添加SMMU實例之前，需要選擇一個CPU來激活該SMMU實例的相關命令。Trace32讓SMMU的配置可視化的本質是，操縱CPU讀取SMMU的寄存器，然后進行解碼顯示。
下面的代碼是一個最基本的示例，先選擇CPU type，然后添加SMMU實例：

SYStem.CPU CortexA53 ;for example, the ‘CortexA53’ CPU is SMMU-capable
SMMU.ADD ... ;you can now define an SMMU, e.g. an SMMU for a graphics processing unit (GPU)

當然也有一些SOC CPU將SMMU預定義成了一個組件，可以直接在SYStem.CONFIG窗口里看見。
Trace32支持MMU-400, MMU-401 ，MMU-500 和 MMU-600，其中MMU-500指的是ARM SMMU架構第二代，簡稱SMMUv2，MMU-600指的是ARM SMMU架構第三代，簡稱SMMUv3。
Trace32的SMMU 相關命令帶來的最大好處是，將SMMU的配置可視化，其中包括：
- SMMU相關配置寄存器，總結起來有三大部分：Stream mapping table相關寄存器；TCU相關寄存器（global）；Context Bank相關寄存器。
- Pagetable的可視化，其中包括dump和list
- Stream mapping table的可視化。
下面我們以SMMUv2為例，解釋Trace32 SMMU相關指令的用法。讓Trace32顯示SMMU的stream mapping table（或稱Stream table），是一個最基本的做法，并且可以通過這個stream table打開SMMU其他配置功能窗口。

• A 為stream table的完整窗口.
• B Each row stands for a stream map register group (SMRG). 比如在SMMUv2中的Stream mapping table里，最多支持128個entry，也就是SMR和S2CR等寄存器有128個，即reg.grp index可以是從0x0到0x7F。
• C Index of a translation context bank. 通過S2CR寄存器可以指定當前這個stream entry指定的是哪個CB.
• D Data from stream matching registers. 這部分信息來自SMR寄存器，通過這個寄存器可以知道傳入的stream id是否 match該entry。

下面筆者將總結Trace32常用的SMMU指令。

一，SMMU實例創建： SMMU.ADD

用于定義一個新的SMMU實例，Trace32最多支持添加20個SMMU 實例，

Format: SMMU.ADD "<name>" <smmu_type> <base_address>

它需要傳入三個參數：

為SMMU實例設置一個獨一無二的名字是必須的，名字不能超過9個字符長度，并且需要用雙引號括起來，但是這只針對于SMMU.ADD指令，在執行完SMMU.ADD后，之后對該實例操作的SMMU指令不需要使用雙引號。

<smmu_type>

用于指定SMMU的類型：<smmu_type>: MMU400 | MMU401 | MMU500 | MMU600

<base_address>

這是SMMU寄存器空間的基址，如果SMMU支持secure和non-secure兩種安全狀態，那么我們可以在這個基址前加上訪問類型的修飾符，比如表示以CPU secure狀態下去訪問，可以用AZSD: 或者 ZSD:，以CPU non-secure去訪問，則使用 NSD:, NUD:, HD:。需要注意的是Trace32訪問SMMU空間，是以CPU為主體進行訪問的，所以訪問類型不可以是AXI這種。

以下是一個具體的使用實例：

;define a new SMMU named "myGPU" for a graphics processing unit
SMMU.ADD "myGPU" MMU500 AZSD:0x50000000
;display the stream table of the SMMU named “myGPU”
SMMU.StreamTable myGPU

二，SMMU實例刪除：SMMU.Clear 和 SMMU.RESet

clear 和reset都可以刪除之前用SMMU.ADD創建的SMMU實例，不同的是，clear只能刪除指定的那一個，而reset可以刪除所有的實例。

三，SMMU 寄存器可視化：SMMU.Register

通過Trace32的 SMMU.Register指令，可以可視化SMMU里最主要的三部分寄存器：

• TCU部分，也就是Global部分，用于控制全局的SMMU配置。
• CB部分，用于配置Context bank相關的寄存器。
• SMR部分，主要用于stream matching，包括SMR和S2CR。

這三部分寄存器的內容都可以通過Trace32命令顯示出來。

SMMU.Register.Global

用于顯示SMMU global寄存器，用法如下：

SMMU.Register.Global <name>

SMMU.Register.ContextBank

用于顯示CB相關的寄存器，需要指定CB的index，MMU-400, MMU-401 and MMU-500 only.
用法如下：

SMMU.Register.ContextBank <name> <cbndx>
SMMU.Register.ContextBank myGPU 0x16

SMMU.Register.StreamMapRegGrp

關于Stream mapping，也有兩個關鍵寄存器SMR和S2CR，需要指定Stream table entry的index，MMU-400, MMU-401 and MMU-500 only.
用法如下：

SMMU.StreamMapRegGrp.Register myGPU 0x06

除了使用相關命令之外，還可以在打開的Streamtable窗口下，選中指定的Stream table entry后，直接右鍵打開菜單進行操作：

四，SMMU pagetable的可視化：SMMU.StreamMapRegGrp

通過SMMU.StreamMapRegGrp命令可以打開SMMU指定SMR index的pagetable。
我們先捋一下邏輯，如下圖所示，一筆帶有stream ID的transaction進入SMMU，首先在stream mapping table里進行stream matching，它會遍歷SMT里的所有SMR，逐一進行匹配，匹配成功后，比如匹配上SMR0，再通過S2CR0寄存器里先前指定好的CBNDX，選擇CB，而pagetable的基址就保存在CB的TTBR里。所以通過傳入SMR的index來可視化pagetable的本質是：讀取對應S2CR寄存器找到指定的CB，再從該CB里找到pagetable的基址進行解碼。

SMMU.StreamMapRegGrp指令有三個選項：

• SMMU.StreamMapRegGrp.ContextReg， Shows the registers of the context bank associated with the stage 1 and/or stage 2 translation.
• SMMU.StreamMapRegGrp.Dump Dumps the page table associated with the stage 1 and/or stage 2 translation page wise.
• SMMU.StreamMapRegGrp.list Lists the page table entries associated with the stage 1 and/or stage 2 translation in a compact format.

SMMU.StreamMapRegGrp.ContextReg

SMMU.StreamMapRegGrp.ContextReg和SMMU.Register.ContextBank 這兩個指令都可以將CB的配置寄存器顯示出來，但是也有一點不同：

• SMMU.Register.ContextBank 傳入的參數是 CBNDX，CB的index，直接指定CB進行顯示。
• SMMU.StreamMapRegGrp.ContextReg 傳入的參數是 SMRG_INDEX, stream table entry的index，正如我上文提到過，通過 SMRG_INDEX找到S2CR，然后讀取對應S2CR寄存器找到指定的CB，屬于間接訪問，并且還可以增加 /IntermediatePT 選項，來選擇顯示 stage1 還是 stage2的CB。
  

SMMU.StreamMapRegGrp.Dump 和 SMMU.StreamMapRegGrp.list

SMMU.StreamMapRegGrp.Dump 和 SMMU.StreamMapRegGrp.list這兩個指令，傳入smrg_index參數用來選擇stream table entry，并將該entry里指定的CB 的pagetable解碼出來。

Format: SMMU.StreamMapRegGrp.Dump <args>
<args>: <name> <smrg_index> [<address> | <range> [<ttb_address>]] [/<option>]Format: SMMU.StreamMapRegGrp.list <args>
<args>: <name> <smrg_index> [<address> | <range> [<ttb_address>]] [/IntermediatePT]

SMMU.StreamMapRegGrp.Dump命令需要指定SMMU實例的名字以及Stream mapping table的index。如果沒有指定地址或者范圍，默認是dump所有的內容。其中還可以指定ttb_address，也就是Pagetable 的基址，如果沒有指定，那就從SMRG中抽取。intermediatePT 選項主要用于Stage2，對于stage1，它將被忽略。

SMMU.StreamMapRegGrp.Dump myGPU 0x0C

也可以直接右鍵打開list和dump窗口：


以下是smmu Pagetable dump窗口顯示出的個字段釋義：

五，SMMU.StreamTable 或者 SMMU.StreamMapTable

SMMU.StreamTable 或者 SMMU.StreamMapTable，二者是等同的，

Format: SMMU.StreamTable <args>
SMMU.StreamMapTable <args> (as an alias)
<args>: <name> [/StreamID <value>]
(for MMU-400, MMU-401 and MMU-500)

SMMU.StreamTable命令可以傳入 StreamID到Stream table里進行匹配，Trace32的Stream ID匹配邏輯是模擬真實的SMMU硬件邏輯做的。原理就是將該StreamID與所有StreamTable SMR寄存器里的ID和mask進行匹配，如果匹配成功，則會高亮該Stream table entry。

;define a new SMMU named "myGPU" for a graphics processing unit
SMMU.ADD "myGPU" MMU500 AZSD:0x50000000
;open the window and highlight the matching SMRG in yellow
SMMU.StreamTable myGPU /StreamID 0x324A

stream matching的硬件邏輯

這里簡單介紹一下stream matching的硬件邏輯，stream ID的匹配主要是根據 SMR寄存器里的三個字段：valid，id 和mask進行的。valid為1，說明該stream table entry有效，可以進行stream matching。比如傳入的stream ID為0x324A ，SMR.id = 0x24A, SMR.mask=0x7000，匹配是否會成功？
首先看 mask 字段，0x7000 = 0y0111_0000_0000_0000， 這說明 傳入的streamID的第12,13,14三個bit不會參與stream matching， 換言之，這三個bit會被忽略，stream ID 0x324A 將這三個bit忽略后，變成0x24A， 與SMR.id = 0x24A相同，所以匹配成功。

Trace32 stream matching 函數：SMMU.StreamID2SMRG()

Trace32提供了一個 stream matching 函數：SMMU.StreamID2SMRG(name, stream_id)，通過傳入SMMU實例的名字，以及需要匹配的stream ID，來查找是否有匹配成功的stream table entry。

SMMU.StreamID2SMRG()的返回值有三種情況：

• 沒有匹配上，返回 -1
• 匹配上了多個SMT entry，返回 -2
• 有且只匹配上了一個，返回對應entry的index，比如有128個entry，那么返回值在0到127之間。
  

使用示例：

;open the window and highlight the matching SMRG in yellow
SMMU.StreamMapTable myGPU /StreamID 0x3464
;return the index of the SMRG as a decimal value
&index=SMMU.StreamID2SMRG("myGPU",0x3464)
;print the index as hex and decimal to the AREA window
PRINT "hex: 0x" CONVert.INTTOHEX(&index) " decimal: &index"
AREA.view

Stream Table窗口 顯示字段詳解

六，SMMU Global Faults 或者 Global Errors 的顯示

如下圖所示，Trace32的SMMU.StreamTable窗口可以顯示 SMMU的 Global faults，其原理就是解碼SMMU_sGFSR寄存器，該寄存器里保存著各種Global faults的狀態信息。

關于 CB的錯誤信息，SMMU.StreamTable窗口里也有顯示，在state列中以一個紅色字母，比如 F，M或者S顯示：