Linuxドライバ技術徹底解説(3)_DMAプログラミングの実装原理と関連技術

Linux ドライバーを作成するプロセスにおいて、DMA プログラミングは非常に重要なテクノロジーです。高速データ転送を実現し、システムパフォーマンスと応答速度を向上させることができます。今回は、Linuxドライバ技術(3)_DMAプログラミングの実装原理と関連技術について掘り下げていきます。

DMA (Direct Memory Access) は、CPU を介さずに周辺機器がメモリ データに直接アクセスできるようにする技術です。周辺機器がメモリの読み書きを完了すると、DMAC は割り込みを通じて CPU に通知します。この技術は多目的に適しています。表示デバイスなど、データ量やデータ転送速度の要求が高い周辺制御に。

DMA とキャッシュの一貫性

システムの動作効率を向上させるために、最新の CPU はマルチレベル キャッシュ構造を採用していることを私たちは知っています。これには、CPU とメモリの速度差の問題を軽減するためにデータをメモリにキャッシュするマルチレベル キャッシュ テクノロジの使用が含まれます。この前提の下では、DMA メモリ内のデータがキャッシュによってキャッシュされており、ペリフェラルがそのデータを変更すると、キャッシュ データとメモリ データ、つまり DMA の間に不一致が発生することは明らかです。そしてキャッシュの一貫性の問題。この問題を解決するには、DMA メモリのキャッシュ機能を無効にするのが最も簡単な方法ですが、明らかにパフォーマンスの低下につながります。

仮想アドレス VS 物理アドレス VS バス アドレス

MMU を備えたコンピューターでは、CPU は

仮想アドレス を認識し、これは MMU に送信された後に 物理アドレス に変換されます。 ## は、対応する回路を介して送信されます。 #バス アドレス は、ペリフェラルによって認識されるアドレスです。したがって、DMA ペリフェラルが認識するアドレスは実際にはバス アドレスです。 Linux カーネルは、次の 3 種類のアドレス間の変換を実現するための対応する API を提供します。 リーリー DMA アドレス マスク

DMA ペリフェラルは、すべてのメモリ アドレスに対して DMA 操作を実行できない場合があります。この場合は、DMA アドレス マスクを使用する必要があります。 リーリー

たとえば、24 ビット アドレスにのみアクセスできる DMA ペリフェラルの場合は、

dma_set_mask(dev,0xffffff)

を使用します。 プログラミングプロセス

次に、カーネル プログラムで DMA メモリを使用するプロセスを示します:

一貫した DMA

ドライバーで DMA バッファーを使用する場合は、一貫性がすでに考慮されているカーネルによって提供される API を使用できます。 リーリー

ストリーミング DMA

ドライバー内のバッファーの代わりにアプリケーション層バッファーを使用して DMA アプリケーションを作成する場合、kmalloc などの関数のみを使用して適用できるため、ストリーミング DMA バッファーを使用する必要があります。キャッシュの一貫性の問題を解決してください。 リーリー つまり、DMA プログラミングは、Linux ドライバー作成プロセスの不可欠な部分です。高速データ転送を実現し、システムパフォーマンスと応答速度を向上させることができます。この記事が、読者の皆様の Linux ドライバー技術 (3) _DMA プログラミングの実装原理と関連技術の理解を深めていただく一助になれば幸いです。

以上がLinuxドライバ技術徹底解説(3)_DMAプログラミングの実装原理と関連技術の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。