问需要帮助在Xilinx/ARM SoC (Zynq 7000)上映射预保留的**可缓存的** DMA缓冲区

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我有一个基于Xilinx 7000的板，在FPGA结构中有一个外设，它具有DMA功能(在AXI总线上)。我们已经开发了一个电路，并在ARM内核上运行Linux。在DMA缓冲区被硬件填充后，从用户空间访问它的性能出现问题。

摘要：

我们在启动时预先预留了一段DRAM，作为一个大型DMA缓冲区使用.显然，我们使用了错误的API来映射这个缓冲区，因为它似乎是未被缓存的，而且访问速度很差。

使用它甚至作为一个弹跳缓冲器是无法持久的慢，因为可怕的表现。IIUC，ARM缓存不具有DMA一致性，因此我非常感谢您对如何做以下工作的一些见解：

1. 将DRAM的一个区域映射到内核虚拟地址空间，但确保它是可缓存的。
2. 确保将它映射到用户空间不会产生不良影响，即使这需要我们自己的驱动程序提供mmap调用。
3. 在进行DMA之前，显式地使缓存层次结构中的物理内存区域失效，以确保一致性。

更多信息：

在问之前我一直在仔细研究这个问题。不幸的是，这是一个ARM SoC/FPGA，这方面的信息非常少，所以我必须直接询问专家。

因为这是一个SoC，所以很多东西都是硬编码的。例如，在将控制权交给内核之前，内核和ramdisk被加载到DRAM中的特定位置。我们利用这一点为DMA缓冲区预留了一个64 be的DRAM部分(它确实需要那么大，这就是我们预先保留它的原因)。对于冲突的内存类型或内核对此内存的践踏没有任何担心，因为引导参数告诉内核它控制了DRAM的哪个区域。

最初，我们尝试使用ioremap将这个物理地址范围映射到内核空间，但这似乎表明该区域是不可缓存的，而且访问速度非常糟糕，即使我们试图使用memcpy使其成为一个弹跳缓冲区。我们使用/dev/mem将其映射到用户空间，我将memcpy的时间设置为大约70 mem/秒。

基于对这个主题的大量搜索，似乎有一半的人想要像这样使用ioremap (这可能是我们的想法)，但是ioremap不应该用于这个目的，而且应该使用与DMA相关的API。不幸的是，DMA缓冲区分配似乎是完全动态的，我还没有弄清楚如何告诉它，“这是一个已经分配的物理地址--使用它。”

我看过的一个文档是这个，但它也是以x86和PC为中心的：https://www.kernel.org/doc/Documentation/DMA-API-HOWTO.txt

这个问题也出现在我搜索的顶部，但是没有真正的答案：获取Linux下缓冲区的物理地址。

从标准呼叫来看，dma_set_mask_and_coherent和家庭不会采用预先定义的地址，而是希望为PCI提供一个设备结构。我没有这样的结构，因为这是一个没有PCI的ARM SoC。我可以手动填充这样的结构，但这对我来说就像是滥用API，而不是按预期使用它。

顺便说一句:这是一个环形缓冲区，在这里，我们将DMA数据块分成不同的偏移量，但是我们对齐缓存行边界，因此不存在错误共享的风险。

感谢你能提供的任何帮助！

UPDATE: --如果您按照正常的方式这样做的话，手臂上似乎没有可缓存的DMA缓冲区。也许如果我不进行ioremap调用，这个区域就不会被标记为不可缓存，但是我必须弄清楚如何在ARM上进行缓存管理，而这一点我是找不出的。其中一个问题是用户空间中的memcpy看起来非常糟糕。是否有一个对我可以使用的非缓存内存进行优化的memcpy实现？也许我可以写一个。我得弄清楚这个处理器是否有霓虹灯。