每个 dma_map_single 调用是不是都需要相应的 dma_unmap_single？

Posted 2023-02-16

【中文标题】每个 dma_map_single 调用是不是都需要相应的 dma_unmap_single？

【英文标题】：Does every dma_map_single call require a corresponding dma_unmap_single?每个 dma_map_single 调用是否都需要相应的 dma_unmap_single？

【发布时间】：2013-04-23 14:34:50

【问题描述】：

我正在将大型代码库移植到 Linux 内核设备驱动程序。 ASIC 使用大量的 DMA 通道。

我用GFP_KERNEL|GFP_DMA 分配内存。在启动 DMA 之前，我使用 dma_map_single 获取硬件（物理）内存地址以提供给硬件。 （也从 dcache 刷新/使内存无效？）一旦 DMA 完成，我有时需要 CPU 访问数据，但不经常。在通过代码访问数据之前，我会执行 dma_unmap_single 以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dma_unmap_single dma_map_single 的每个指针吗？ dma_map_single 是否消耗dma_unmap_single 将释放的资源（例如，表条目）？

DMA-API.txt 并不清楚良好的 DMA 内存卫生。

谢谢！

【参考方案1】：

使用dma_map_single 映射内存以进行 DMA 传输。您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，您可以取消映射上面映射的内存。您应该在转移结束时执行此操作。

您可以映射一个内存区域，并将其用于多个 DMA 传输，然后在工作完成后取消映射。每次要访问 DMA 内存时，都必须对其进行同步。如果设备要访问内存，你应该做dma_sync_single_for_device；如果主机要访问内存，你应该这样做dma_sync_single_for_cpu

【讨论】：

是不是“dma_map_single”只是简单地将虚拟地址转换为物理地址？

simply 是一个大词，快速而肮脏的分析器是“是”。关注implementation了解详情。还要检查DMA API documentation，因为它比*** 上的任何单词都好:)

准确地说，

dma_map_single 正在将虚拟地址转换为总线地址。总线地址可以不同于物理地址。我认为kernel.org/doc/Documentation/DMA-API-HOWTO.txt 更有帮助。

【参考方案2】：

dma_map api 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。

【参考方案3】：

简答：

是的。你应该dma_unmap_single 映射到dma_map_single 的每个缓冲区。

长答案：

也是。 您应该在每个 DMA 事务结束时调用 dma_unmap_single。

但由于dma_map_single / dma_unmap_single 是一项昂贵的操作，有时我们可能更愿意（当数据包不太大时）重用 DMA 映射的缓冲区，因此我们不是在 DMA 事务结束时调用dma_unmap_single，而是正在调用dma_sync_single_for_cpu，然后将数据从 DMA 映射缓冲区复制到其他缓冲区，然后调用 dma_sync_single_for_device，所以现在我们可以重用已经 DMA 映射的缓冲区，而无需在我们的下一个 DMA 事务之前取消映射和重新映射它.

我猜测数据包在架构之间的差异有多大的阈值，应该进行测量。

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 */