是否每个dma_map_single调用都需要相应的dma_unmap_single？

Question

我正在将一个大的代码库移植到Linux内核设备驱动程序。ASIC使用大量的DMA通道。

我用GFP_KERNEL|GFP_DMA实现了kmalloc内存。在启动DMA之前，我使用dma_map_single获取硬件(物理)内存地址，将其提供给硬件。(还会刷新/无效dcache中的内存吗？)在DMA完成后，我有时需要CPU访问数据，但并不经常。在我通过代码访问数据之前，我做了一个dma_unmap_single来避免缓存一致性问题。

在我不需要CPU访问的情况下，我还需要调用dma_unmap_single吗？我应该对我dma_map_single的每个指针执行dma_unmap_single操作吗？dma_map_single是否消耗dma_unmap_single将释放的资源(例如，表项)？

DMA-API.txt对于良好的DMA内存卫生不是很清楚。

谢谢!

Answer 1

使用dma_map_single，您可以映射用于DMA传输的内存。您将获得指向内存的物理指针，因此设备可以DMA到该地址。

使用dma_unmap_single可以取消上面映射的内存的映射。您应该在传输结束后执行此操作。

您可以映射一个内存区域，并将其用于多个DMA传输，然后在作业完成时取消映射。每次想要访问DMA内存时，都必须对其进行同步。如果设备要访问内存，则应执行dma_sync_single_for_device；如果主机要访问内存，则应执行dma_sync_single_for_cpu

Answer 2

dma_map接口可能会分配反弹缓冲区，在这种情况下，您需要调用dma_unmap函数。

Answer 3

简短回答：

是。您应该使用dma_map_single对每个已映射的缓冲区执行dma_unmap_single。

长篇答案：

当然也是。

您应该在每个DMA事务结束时调用dma_unmap_single。

但是由于dma_map_single / dma_unmap_single是一个开销很大的操作，有时我们可能更喜欢(当数据包不太大的时候)重用DMA映射的缓冲区，所以我们不是在DMA事务结束时调用dma_unmap_single，而是调用dma_sync_single_for_cpu，然后将数据从DMA映射的缓冲区复制到其他缓冲区中，然后调用dma_sync_single_for_device，所以现在我们可以重用已经映射的缓冲区，而不需要在下一个DMA事务之前取消映射和重新映射它。

我猜测数据包在不同架构之间有多大，应该进行测量的阈值。

measure_time(dma_sync_single_for_cpu + memcpy(packet_size) + dma_sync_single_for_device) 
>?<
measure_time(dma_unmap_single + dma_map_single)

简短示例：

    if (frame_len < FRAME_LEN_THRESHOLD) {            
        skb = netdev_alloc_skb_ip_align(priv->dev, frame_len);
        if (unlikely(!skb)) {
            printk("packet dropped\n");
            continue;
        }
        
        dma_sync_single_for_cpu(priv->device, rx_skbuff_dma[entry],                                   
                                frame_len, DMA_FROM_DEVICE);

        // same as memcpy
        skb_copy_to_linear_data(skb, rx_skbuff[entry]->data, frame_len);

        dma_sync_single_for_device(priv->device, rx_skbuff_dma[entry],
                                   frame_len, DMA_FROM_DEVICE);

        /* now we can reuse rx_skbuff_dma[entry]. 
           no need to call dma_unmap_single */                           
    } else {
        skb = rx_skbuff[entry];
        if (unlikely(!skb)) {
            printk("packet dropped\n");
            continue;
        }

        rx_skbuff[entry] = NULL;

        dma_unmap_single(priv->device, rx_skbuff_dma[entry],
                         priv->dma_buffer_size, DMA_FROM_DEVICE);

        /* if we want to use rx_skbuff_dma[entry] for another DMA transaction, 
           we will need to realocate a buffer and call dma_map_single */                 
    }