wll1228的博客

一、前言这是一篇指导驱动工程师如何使用DMA API的文档，为了方便理解，文档中给出了伪代码的例程。另外一篇文档dma-api.txt给出了相关API的简明描述，有兴趣也可以看看那一篇，这两份文档在DMA API的描述方面是一致的。 二、从CPU角度看到的地址和从DMA控制器看到的地址有什么不同？在DMA API中涉及好几个地址的概念（物理地址、虚拟地址和总线地址），正确的理解这些地址是非常重要的。内核通常使用的地址是虚拟地址。我们调用kmalloc()、vmalloc()或者类似的接.

DMA应该多多少少知道点吧。DMA(Direct Memory Access)是指在外接可以不用CPU干预，直接把数据传输到内存的技术。这个过程中可以把CPU解放出来，可以很好的提升系统性能。那么DMA和Cache有什么关系呢？这也需要我们关注？需要解决什么问题我们知道DMA可以帮我们在I/O和主存之间搬运数据，且不需要CPU参与。高速缓存是CPU和主存之间的数据交互的桥梁。而DMA如果和cache之间没有任何关系的话，可能会出现数据不一致。例如，CPU修改了部分数据依然躺在cache中(采用写回机制)。D

数据搬运工Hi，我是CPU一号车间的阿Q，有段日子没见面了。还记得上回说到咱们厂里用上了DMA技术（太慢不能忍！CPU又拿硬盘和网卡开刀了！）之后，我们总算解放了，再也不用奔波于网卡、硬盘与内存之间搬运数据了。前段时间，我到二号车间虎子那里去串门，发现他正忙的满头大汗。“老哥，你这是接到什么任务了？看把你给你忙的”虎子一看我过来，擦了擦头上的汗说到：“我这是在搬运数据啊，刚刚搬完一批，累死我了”我有些疑惑：“咱们现在不是有DMA技术了吗，找外包DMA控制器搬运啊，你干嘛还亲自上阵？”“DMA是用于I/O外部

先简单说一下DMA的CACHE一致性是个啥问题。CPU在访问内存时，首先判断所要访问的内容是否在Cache中，如果在，就称为“命中（hit）”，此时CPU直接从Cache中调用该内容；否则，就 称为“ 不命中”，CPU只好去内存中调用所需的子程序或指令了。CPU不但可以直接从Cache中读出内容，也可以直接往其中写入内容。由于Cache的存取速 率相当快，使得CPU的利用率大大提高，进而使整个系统的性能得以提升。Cache的一致性就是直Cache中的数据，与对应的内存中的数据是一致的。DMA是直接操作总线地

一致性DMAdma_alloc_coherent(dev, size, &dma_handle, gfp);流式DMAdma_map_single(dev, addr, size, direction); dma_unmap_single(dev, dma_handle, size, direction); 一致性DMA可以认为是“同步的”，就是DMA和CPU之间看到的物理内存是一致的。流式DMA则不然。DMA操作和CPU之间的主要隔阂就是cache，因为一般来说DMA只操作物理内存，不会动cach

现代计算机都是多核cpu，cpu需要和内存交互，但内存相对cpu的速度实在太慢，于是cpu和内存之间还有cache层，每个cpu都有属于自己的cache，cache由cache line组成，每个cache line 64位（根据不同架构，也可能是32位或128位），每个cache line知道自己对应什么范围的物理内存地址，当cpu需要读取某一个内存地址的值时，它会把内存地址传递给一级cache，一级cache会检查它是否有这个内存地址对应的cache line。如果没有，它会以cache line为单位

1. 出现内存不一致的原因write through: CPU直接写内存，不经过cache。write back: CPU只写到cache中。cache的硬件使用LRU算法将cache里面的内容替换到内存。通常是这种方式。DMA可以完成从内存到外设直接进行数据搬移。但DMA不能访问CPU的cache，CPU在读内存的时候，如果cache命中则只是在cache去读，而不是从内存读，写内存的时候，也可能实际上没有写到内存，而只是直接写到了cache。这样一来，如果DMA从将数据从外设写到内