Linux dma_resv机制原理、实现与应用详解

1. 原理

1.1 背景与需求

在现代Linux内核的显卡、视频、存储等子系统中，设备间共享内存缓冲区已成为常态。多个驱动、多个硬件单元可能并发访问同一缓冲区，且每个访问可能是异步的。如何在保证高性能的前提下，实现跨设备、跨驱动的同步与访问控制，是内核设计的难点。

传统的同步原语（如mutex、semaphore、completion等）主要用于进程/线程间同步，难以满足以下需求：

• 跨设备/驱动同步：如GPU渲染、显示、视频编解码等场景，多个驱动需安全共享同一缓冲区。

• 异步操作管理：如DMA传输、硬件加速等，操作完成时机不可预测。

• 多种访问类型：如读、写、内核管理等，需区分不同类型的同步需求。

• 高性能：避免不必要的阻塞和轮询，支持批量操作和回调机制。

为此，Linux内核引入了dma_resv（reservation object）机制，作为