学了这么多驱动，不难推出DMA的编写套路: 1)注册DMA中断,分配缓冲区 2)注册字符设备,并提供文件操作集合fops -> 2.1)file_operations里设置DMA硬件相关操作,...来启动DMA 由于我们是用字符设备的测试方法测试的，而本例子只是用两个地址之间的拷贝来演示DMA的作用，所以采用字符设备方式编写 1.驱动编写之前,先来讲如何分配释放缓冲区、DMA相关寄存器介绍、使用...DMA中断 1.1在linux中,分配释放DMA缓冲区,只能使用以下几个函数 1) /*该函数只禁止cache缓冲,保持写缓冲区,也就是对注册的物理区写入数据,也会更新到对应的虚拟缓存区上*/ void...的字符设备驱动 步骤如下: 1) 注册DMA中断,分配两个DMA缓冲区(源、目的) 2) 注册字符设备,并提供文件操作集合fops -> 2.1) 通过ioctl的cmd来判断是使用DMA启动两个地址之间的拷贝...,还是直接两个地址之间的拷贝 -> 2.2)若是DMA启动,则设置DMA的相关硬件,并启动DMA传输 2.1 所以,驱动代码如下所示: #include linux/module.h> #include
Z, 最后驱动程序告诉设备对 Z 执行 DMA，IOMMU 将其映射到 系统 RAM 中地址 Y 处的缓冲区。...为了使 Linux 能够使用动态 DMA 映射，它需要驱动程序的一些帮助，即它必须考虑到 DMA 地址应该仅在实际使用时进行映射，并在 DMA 传输后取消映射。...首先，确保引入dma-mapping.h头文件 #include linux/dma-mapping.h> 在您的驱动程序中，以上头文件提供了 dma_addr_t 的定义。...此外，在某些平台上，您的驱动程序可能需要以与刷新 PCI 桥中的写入缓冲区大致相同的方式刷新 CPU 写入缓冲区（例如，在写入寄存器的值后读取该值）。...我们单独对待 ADDR 和 LEN，因为实现可能只需要地址即可执行取消映射操作 平台问题 如果您只是为 Linux 编写驱动程序并且不维护内核的体系结构端口，您可以安全地跳到“结束” 1）构造聚散列表(
要利用其硬件的 DMA 功能，设备驱动程序需要能够正确设置 DMA 传输并与硬件同步。不幸的是，由于其硬件性质，DMA 非常依赖于系统。...对于第一种情况，所涉及的步骤可以概括如下： 当进程调用read时，驱动程序方法会分配一个 DMA 缓冲区并指示硬件传输其数据。进程进入休眠状态。 硬件将数据写入 DMA 缓冲区并在完成时引发中断。...然后驱动程序将网络数据包传递给内核的其余部分，并在环中放置一个新的 DMA 缓冲区。 所有这些情况下的处理步骤都强调有效的 DMA 处理依赖于中断报告。...虽然可以使用轮询驱动程序实现 DMA，但这没有意义，因为轮询驱动程序会浪费 DMA 提供的性能优势，而不是更简单的处理器驱动 I/O。 这里介绍的另一个相关项目是 DMA 缓冲区。...要利用直接内存访问，设备驱动程序必须能够分配一个或多个适合 DMA 的特殊缓冲区。
Step9：驱动根据中断标志位识别中断类型属于DMA读完成中断。 Step10：驱动清空并释放DMA缓冲区，一次DMA读操作结束。...比如驱动需要传输64KB的数据，驱动可以申请16个4KB的DMA缓冲区，然后将16个4KB的DMA缓冲区通过链表的方式拼接为一个64KB的DMA缓冲区。...Step2：驱动从上层协议栈接收有效数据，并将数据从应用缓冲区拷贝至分散的DMA缓冲区。 Step3：驱动申请SG缓冲区，该缓冲区负责存放SG链表，缓冲区的大小取决于SG链表中表项的个数。...SG链表中每一条表项都代表了一段物理地址连续的DMA缓冲区，DMA控制器根据SG链表中的表项信息，依次读取DMA缓冲区的数据。 Step4：驱动将构造的SG链表填入SG缓冲区中。...Step11：驱动根据中断标志位判断中断类型属于SG缓冲区读完成中断，清空并释放SG缓冲区。 Step12：DMA控制器解析SG链表，依次读取每一条表项对应的DMA缓冲区。
缓冲区的本质就是一段内存。...3.在哪里 缓冲区的位置究竟在哪里：从上面的例子我们直接往显示器上打印结果为4条，往文件打印为7条，这跟缓冲区有关，同时这也说明了缓冲区一定不在内核中，为什么？...我们之前谈论的所有缓冲区都指的是用户级语言层面提供的缓冲区。...这个缓冲区，在stdout,stdin,stderr对应的类型---->FILE*,FILE是一个结构体，里面封装了fd，同时还包括了一个缓冲区！...FILE结构体缓冲区，所以我们直接要强制刷新的时候fflush(文件指针)，关闭文件fclose(文件指针)，这是因为传进去的文件指针对应的缓冲区 从源码出发，我们可以来看一看FILE结构体： 所以我们一般所说的缓冲区是语言级别的缓冲区
这两天整理了调用流程，也找到了dma-coherent的用法。Linux的文档里没有详细说明dma-coherent的用法。...根据代码，如果dma的设备树里有dma-coherent，Linux则认为硬件会维护cache一致性，不会在dma运行过程中执行cache操作。...dma_map_single/dma_unmap_single的使用 设备驱动里一般调用dma_map_single()/dma_unmap_single()处理cache。...发送前，__dma_clean_area 发送后，__dma_clean_area 一直没有想通linux驱动里为什么要做两次cache操作，而且名字也有点费解，先map， 再unmap。...dev_is_dma_coherent的定义在文件include\linux\dma-noncoherent.h中。
的disconnect成员函数中使用 addr:要注销的缓冲区虚拟地址 dma: 要注销的DMA缓冲区虚拟地址 struct urb *usb_alloc_urb(int iso_packets, gfp_t.../*以下两个缓冲区通过usb_buffer_alloc ()函数获取 */ //urb结构体默认的transfer_flags是URB_NO_SETUP_DMA_MAP ,也就是说没有提供DMA的缓冲区...//就会使用transfer_buffer虚拟地址缓冲区来当缓冲区 //当支持DMA缓冲区时,就需要手动设置transfer_flags =URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP,并手动设置transfer_dma...等于获取到的DMA物理地址 void *transfer_buffer; //虚拟缓冲区 dma_addr_t transfer_dma; //DMA.../kernel.h> #include linux/slab.h> #include linux/module.h> #include linux/init.h> #include linux/
我们先从计算机组成原理的层面介绍DMA，再简单介绍Linux网络子系统的DMA机制是如何的实现的。 一、计算机组成原理中的DMA 以往的I/O设备和主存交换信息都要经过CPU的操作。...总之，在同样的时间内，DMA方式下CPU执行现行程序的时间最长，即CPU的效率最高。 二、Linux网络子系统中DMA机制的实现 1....接着驱动程序将网络数据包传给内核的其它部分处理，并在环形缓冲区中放置一个新的 DMA 缓冲区。 驱动程序在初始化时分配DMA缓冲区，并使用驱动程序直到停止运行。 ?...这里就以该网卡的驱动程序为例，初步分析它是怎么建立DMA机制的。 源码目录及文件： ? 内核模块插入函数在e1000_main.c文件中，它是加载驱动程序时调用的第一个函数。...对该驱动程序稍微了解后，先跳过其他部分，直接看DMA相关代码。
1.无操作系统时的硬件、驱动、应用软件要满足高内聚、低耦合。 2.有操作系统时的驱动， 3.LINUX驱动与整个软硬件的关系
零拷贝（ zero-copy ）技术可以有效地改善数据传输的性能，在内核驱动程序（比如网络堆栈或者磁盘存储驱动程序）处理 I/O 数据的时候，零拷贝技术可以在某种程度上减少甚至完全避免不必要 CPU 数据拷贝操作...总结一下，sendfile系统调用利用DMA引擎将文件内容拷贝到内核缓冲区去，然后将带有文件位置和长度信息的缓冲区描述符添加socket缓冲区去，这一步不会将内核中的数据拷贝到socket缓冲区中，DMA...带DMA的sendfile 不过这一种收集拷贝功能是需要硬件以及驱动程序支持的。 使用splice##### sendfile只适用于将数据从文件拷贝到套接字上，限定了它的使用范围。...splice调用利用了Linux提出的管道缓冲区机制， 所以至少一个描述符要为管道。...，其中有一次为cpu完成 5.3linux内核2.4以后，socket缓冲区做了调整，DMA带收集功能，如下图： ①DMA从拷贝至内核缓冲区 ②将数据的位置和长度的信息的描述符增加至内核空间(socket
首先准备一个TRB，接着将TRB中的缓冲区地址设置为控制请求DMA缓冲区ctrl_req_addr地址，最后向控制器发送开始传输命令DWC3_DEPCMD_STARTTRANSFER，参数为TRB自身的...对USB请求的缓冲区进行流式DMA映射。USB请求缓冲区是Function驱动使用kmalloc等函数分配，DMA不能直接使用，需要进行DMA映射，具体的映射过程在2.7小结介绍。...TRB保存request中缓冲区的长度、保存request中缓冲区的DMA地址。 设置TRB的控制位。...2.7.map和unmap USB请求 dwc3驱动在发送USB请求的时候需要调用usb_gadget_map_request映射缓冲区，获取缓冲区的DMA地址。...若不是coherent缓冲区，且是DMA_FROM_DEVICE，则需要invalidate cache，接着调用swiotlb_unmap_page解除缓冲区映射。
接下来 DMA 控制器会发指令给磁盘控制器，请求数据传送到内存。磁盘驱动器读取磁盘上的数据到磁盘控制器的内核缓冲区，磁盘控制器进行差错校验，保证没有发生读错误发生。...磁盘控制器的寄存器,CPU与DMA都可以修改。 磁盘控制器从其内部缓冲区中读取数据的时候知道这个数据该写到什么地方。然后通过内存总线将数据写到内存。...在这个函数里面，我们可以找到设备驱动程序注册的中断处理函数 Handler，然后执行它进行中断处理。 ? 磁盘驱动的实现 在Linux中，设备驱动程序是一组相关函数的集合。...为内核提供统一的接口，设备驱动程序必须为 Linux 内核或其它子系统提供一个标准的接口。例如终端驱动程序为Linux 内核提供了一个文件 I/O 接口。...动态可加载，多数 Linux 设备驱动程序可以在内核模块发出加载请求时加载，而不再使用时将其卸载。这样内核能有效地利用系统资源。 可配置，Linux 设备驱动程序可以连接到内核中。
缓冲区的理解 一. C接口打印两次的现象 二. 理解缓冲区问题 为什么要有缓冲区 缓冲区刷新策略的问题 所说的缓冲区在哪里？指的是什么缓冲区？ 三. 解释打印两次的现象 四. 模拟实现 五....缓冲区与OS的关系 一....理解缓冲区问题 缓冲区本质就是一段内存 那么既然有了本质前提，那么就有这几个方面要思考： 缓冲区是谁申请的？ 缓冲区属于谁？ 为什么要有缓冲区？...而这个过程中，顺丰这块开辟的空间就相当于缓冲区。 那么缓冲区的意义是什么呢？——节省进程进行数据IO的时间。这也就回答了第三个问题为什么要有缓冲区。...，就比如我们常用的快捷键：ctrl + s 总结： 因此以上我们所提到的缓冲区有两种：用户缓冲区和内核缓冲区，用户缓冲区就是语言级别的缓冲区，对于C语言来说，用户缓冲区就在FILE结构体中，其他的语言也类似
缓冲区的概念 首先我们要知道，缓冲区的本质就是一段用作缓冲的内存，下面我们举个例子来解释一下为什么要有缓冲区！ ...缓冲区的解释 1、缓冲区在哪里 首先我们先来确定一个问题，就是上面那个问题引入，一定是和缓冲区有关的，但是缓冲区到底在哪里呢 ❓❓❓ 我们没办法一下子得知缓冲区在哪里，但是我们可以排除的是**缓冲区一定不在内核中...其实我们所说的缓冲区 指的是用户级语言层面给我们提供的缓冲区（其实为了提升整机性能，OS也会提供相关内核级缓冲区，不过不再我们讨论范围之内），而 这个缓冲区其实就存在 FILE 结构体中，其中 FILE...通过代码我们就能理解到，缓冲区是实则是结构体文件（FILE）中的一段内存，是通过文件标识符链接的：缓冲区通过文件标识符链接打开文件，然后再将缓冲区数据拷贝到文件中。 ...特别需要理解的 库级别 的缓冲区和 系统级别 的缓冲区不是一个概念，库级别是 FILE 中的一段内存，系统级别则是更加复杂的处理方式。比如说如果操作系统突然挂了，那么内核缓冲区中的数据将会丢失。
第四次拷贝，把内核的 socket 缓冲区里的数据，拷贝到网卡的缓冲区里，这个过程又是由 DMA 搬运的。...具体过程如下： 应用进程调用了 mmap() 后，DMA 会把磁盘的数据拷贝到内核的缓冲区里。...socket 缓冲区里的数据，拷贝到网卡的缓冲区里，这个过程是由 DMA 搬运的。...: on 于是，从 Linux 内核 2.4 版本开始起，对于支持网卡支持 SG-DMA 技术的情况下， sendfile() 系统调用的过程发生了点变化，具体过程如下： 第一步，通过 DMA 将磁盘上的数据拷贝到内核缓冲区里...； 第二步，缓冲区描述符和数据长度传到 socket 缓冲区，这样网卡的 SG-DMA 控制器就可以直接将内核缓存中的数据拷贝到网卡的缓冲区里，此过程不需要将数据从操作系统内核缓冲区拷贝到 socket
实时上，Linux内核中有3中不同类型的videobuf2。 （1）缓冲区物理地址和虚拟地址不连续。大多数用户空间缓冲区就属于这种情况，在可能的情况下，内核空间以这种方式分配缓冲区也是有意义的。...（2）缓冲区物理地址不连续但虚拟地址连续。缓冲区分配使用vmalloc。这种缓冲区无法使用DMA进行传输。但在不使用DMA的情形下，虚拟地址连续的缓冲器很便利。...视频图像缓冲区的I/O模型由enum vb2_io_modes描述，这里需要特别说明。 Linux系统分为用户空间和内核空间，应用程序处于用户空间，而内核运行在内核空间。...[include/linux/dma-direction.h] enum dma_data_direction { // DMA数据传输方向 DMA_BIDIRECTIONAL...（4）若DMA数据传输完成，则缓冲区中已被填充数据，则驱动调用vb2_buffer_done将缓冲区状态更改为VB2_BUF_STATE_DONE，此时缓冲区属于videobuf2。
什么是DMA？ DMA可以使得设备在CPU不参与的情况下，能够自行将IO数据放入内存，实现DMA必须要有DMA控制器硬件的支持。 DMA控制器的工作方式？...CPU对DMA控制器下发指令，告诉它需要读取多少数据，读取的数据放在内存的哪个位置 DMA控制器向磁盘控制器下发指令，通知磁盘控制器读取数据到其内部缓冲区域 接着磁盘控制器将缓冲区域的数据传输到内存 传输操作完成以后...，磁盘控制器在总线上发送一个确认成功的信号到DMA控制器 DMA控制器收到信号以后，发送中断通知给CPU，CPU就可以利用内存中的数据了 设备驱动程序 为什么需要设备驱动程序？...设备控制器虽然屏蔽了设备的细节，但每种设备控制器的寄存器、缓冲区等的使用模式不同，因此引入了设备驱动程序屏蔽设备控制器的差异。 设备控制器属于硬件范畴，但设备驱动程序属于操作系统的一部分。...设备控制器准备好数据时，会通过中断控制器向CPU发出中断请求 CPU响应中断请求，保存当前进程的上下文信息 转入响应的中断函数处理函数 进行中断处理 中断处理完成以后，恢复被中断进程的上下文 存储系统IO分层 Linux
; if(fd<0) { perror("open"); return 1; } const char*message="hello Linux...之前刷新的时候，直接把文件描述符关了，将来刷新是根本没有办法通过1写入文件中，所以最终我们看见log.txt中没有任何内容 所以这里fflush在文件关之前刷新到了文件中 dup2 系统调用 dup2 是 Linux...缓冲区的分类 缓冲区可以按作用场景分为多种类型： 缓冲区类型 作用 用户态（应用层）缓冲区 C 标准库 stdio 缓冲区（如 stdout、stdin），减少 write() 调用，提高性能 内核态缓冲区...✅ 缓冲区的层次 层次 缓冲区类型 C 语言缓冲区 stdout, stderr, stdin 内核缓冲区 page cache, socket buffer 设备缓冲区 硬盘、网卡、打印机 ✅ 如何控制缓冲区刷新...重点： C 语言的 stdout 缓冲区和 Linux Page Cache 是两层不同的缓冲区，fflush(stdout); 只能刷新 stdout，但不会保证数据写入磁盘，需要 fsync(fd
DMA 的工作方式如下： CPU 需对 DMA 控制器下发指令，告诉它想读取多少数据，读完的数据放在内存的某个地方就可以了； 接下来，DMA 控制器会向磁盘控制器发出指令，通知它从磁盘读数据到其内部的缓冲区中...，接着磁盘控制器将缓冲区的数据传输到内存； 当磁盘控制器把数据传输到内存的操作完成后，磁盘控制器在总线上发出一个确认成功的信号到 DMA 控制器； DMA 控制器收到信号后，DMA 控制器发中断通知 CPU...---- 设备驱动程序 虽然设备控制器屏蔽了设备的众多细节，但每种设备的控制器的寄存器、缓冲区等使用模式都是不同的，所以为了屏蔽「设备控制器」的差异，引入了设备驱动程序。...---- 存储系统 I/O 软件分层 前面说到了不少东西，设备、设备控制器、驱动程序、通用块层，现在再结合文件系统原理，我们来看看 Linux 存储系统的 I/O 软件分层。...得到了显示字符的 ASCII 码后，就会把 ASCII 码放到「读缓冲区队列」，接下来就是要把显示字符显示屏幕了，显示设备的驱动程序会定时从「读缓冲区队列」读取数据放到「写缓冲区队列」，最后把「写缓冲区队列
这些状态通常包括：初始化状态：在这个阶段，ASIO驱动程序初始化音频硬件，设置采样率、缓冲区大小和通道数等参数。...运行状态：在运行状态，ASIO持续地处理音频数据，包括从输入缓冲区读取数据和向输出缓冲区写入数据。停止状态：当音频流需要停止时，ASIO状态机进入停止状态，这涉及到停止DMA传输和释放资源。...在Linux系统中，则可能涉及到ALSA（高级Linux声音架构）。状态机的实现需要处理以下几个关键方面：状态转换：状态机需要能够根据外部事件（如用户输入、硬件中断等）在不同状态之间转换。...回调函数：ASIO驱动程序会使用回调函数来通知应用程序音频流的状态变化，如缓冲区已满或已空。异步I/O操作：为了提高性能，ASIO状态机通常采用异步I/O操作来处理音频数据。5....优化事件处理：对常见的事件进行优化处理，如缓冲区溢出，以减少处理时间。硬件加速：利用硬件加速特性来提高状态机的处理速度，如使用DMA引擎。
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
ICP备案
对象存储
腾讯会议
云直播
