Linux内存管理(1):Cache、TLB、IOMMU/ATS、DMA

本文详细介绍了Linux内存管理中的关键组件,包括Cache系统、TLB(快表)、IOMMU/ATS(I/O内存管理单元和地址转换服务)以及DMA(直接内存访问)。文章讲解了各种映射方式,如直接映射、全相连和组相连,以及Cache的写操作策略,如写回法和写通法。此外,还阐述了TLB在虚拟内存系统中的作用,以及IOMMU在处理设备地址转换和虚拟化环境中的功能。DMA缓冲区的管理,包括一致性映射、DMA池、流式映射和分散/聚集映射也得到了讨论。通过对这些概念的深入了解,读者可以更好地理解Linux系统如何高效管理内存和I/O操作。

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背景知识

1)RAM通常包括被用作主存的DRAM/DDR、被用作Cache的SRAM等

主机端存储器由能直接与CPU通信的ROM、Cache(一般由SRAM实现)和主存一起组成,需要说明的是我们常见的辅存比如SSD虽然属于ROM但并不属于主机,因为它是通过IO接口(IO控制器)与主机进行通信。

2)存取时间和存取周期

存取时间Ta:又称为存储器的访问时间,指启动一次存储器操作(读或者写)到完成该操作所需要的全部时间。分

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