DMA技术广泛应用于各类高速外设,如网卡、存储设备以及图形处理器等,以追求数据传输的最佳性能
而在Linux系统中,DMA子系统为DMA设备提供了一个统一的驱动框架,使得DMA的管理和使用更加便捷
本文将重点讨论Linux DMA Coherent(一致性DMA)的实现与应用,并深入探讨其背后的机制
DMA基本原理与分类 DMA,即直接内存访问,是一种绕过CPU直接进行内存和外设之间数据传输的硬件技术
在DMA传输过程中,CPU只需初始化传输参数,然后DMA控制器便会接管数据传输任务,从而解放CPU进行其他工作
DMA传输的主要优势在于减少了CPU的介入,提高了数据传输的效率
根据DMA的mapping方式,DMA可以分为两类:Coherent DMA(一致性DMA)和非一致性DMA
一致性DMA在访问内存地址时不会经过CPU的cache,而是采用Consistent mapping的API进行内存申请
这种方式确保了DMA操作与CPU操作之间内存数据的一致性,避免了因cache不一致而导致的数据错误
Linux DMA子系统 Linux系统为DMA设备提供了一个统一的驱动框架——DMA子系统
DMA子系统框架相对简单,主要由以下几个部分组成: 1.dmaengine:DMA子系统的核心,为DMA设备驱动提供注册API,同时为DMA调用者(Device Driver)提供屏蔽DMA设备实现细节的统一接口API
2.virt-dma:为DMA子系统提供虚拟DMA channel的支持,使得DMA资源可以更加灵活地分配和管理
3.of-dma:为DMA子系统提供设备树描述DMA信息传入的支持,使得DMA设备的配置和管理更加便捷
4.DMA Device Driver:DMA设备的驱动程序,负责DMA设备的初始化
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