Linux DMA:探索内存一致性优化
linux dma coherent

首页 2024-12-16 02:56:39



Linux DMA Coherent:深入解析与应用 在现代计算机系统中,Direct Memory Access(DMA)是一种高效的内存数据搬移方式,无需通过CPU核即可实现内存与外设之间的数据传输

    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