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Linux内核性能优化 DMA性能瓶颈与缓存一致性维护

共计 30 章节
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01
课程导入
目标=DMA与缓存一致性的重要性 · 课程目标 · 整体知识框架与学习路径
课程导入DMA
02
DMA基础概念
目标=DMA定义 · 工作原理 · DMA控制器
DMA基础概念
03
Linux内核DMA子系统
目标=DMAEngine框架 · DMA映射接口 · 一致性映射与流式映射的区别
LinuxDMA
04
缓存一致性基础
目标=CPU缓存层次 · 缓存行 · 写回与写直达
缓存一致性基础CPU
05
DMA与缓存交互问题
目标=缓存别名 · 脏缓存行 · 预取
DMA缓存交互问题
06
一致性DMA映射
目标=dma_alloc_coher… · dma_pool · 一致性内存的分配与释放流程
DMA一致性
07
流式DMA映射
目标=dma_map_single · dma_map_page · dma_unmap_single及方…
DMA流式
08
DMA同步操作
目标=dma_sync_single… · dma_sync_sg_for_cp…
DMA同步操作
09
Scatter-Gather DMA
目标=SG表 · dma_map_sg · dma_unmap_sg
Scatter-Gath…DMA
10
DMA API调试与验证
目标=dma-debug · 内核启动参数 · 常见错误报告与分析方法
DMAAPI
11
DMA性能瓶颈分析
目标=带宽 · 延迟 · 吞吐量
DMA性能瓶颈分析
12
缓存一致性维护机制
目标=硬件一致性 · 软件一致性 · 内存屏障
缓存一致性维护机…目标=硬件一致性
13
非一致性架构下的DMA
目标=ARM · PowerPC · MIPS等架构的缓存维护操作与注意事…
DMA非一致性架构下的
14
IOMMU与DMA
目标=IOMMU原理 · 地址转换 · 隔离
IOMMUDMA
15
DMA与内存屏障
目标=dma_wmb · dma_rmb · mb
DMA内存屏障
16
DMA与CPU缓存刷新
目标=flush · invalidate · clean操作
DMACPU
17
DMA性能优化方法
目标=批量传输 · 中断合并 · NAPI
DMA性能优化方法
18
实战案例一
目标=网卡驱动DMA性能调优 · 包括Ring Buffer · NAPI
实战案例一DMA
19
实战案例二
目标=存储设备DMA优化 · 包括NVMe · AHCI
实战案例二DMA
20
实战案例三
目标=GPU/加速器DMA与缓存一致… · 包括共享内存 · 同步机制与性能分析
实战案例三GPU
21
常见问题与排查
目标=数据损坏 · 性能下降 · DMA映射失败
常见问题排查
22
性能分析工具
目标=perf · ftrace · trace-cmd
性能分析工具perf
23
内核配置与启动参数
目标=CONFIG_DMA_API_… · CONFIG_IOMMU · cma
内核配置启动参数
24
DMA与实时性
目标=实时内核中的DMA延迟 · 优先级反转 · 中断线程化与缓存一致性影响
DMA实时性
25
DMA与虚拟化
目标=VFIO · virtio · SR-IOV
DMA虚拟化
26
DMA安全与隔离
目标=DMA攻击 · IOMMU保护 · 设备隔离
DMA安全
27
综合实验一
目标=编写字符设备驱动 · 实现一致性DMA与流式DMA并验证缓…
综合实验一目标=编写字符设…
28
综合实验二
目标=使用perf与ftrace分析…
综合实验二perf
29
综合实验三
目标=在IOMMU环境下测试DMA性… · 对比开启与关闭IOMMU的差异
综合实验三IOMMU
30
课程总结与进阶
目标=知识回顾 · 最佳实践 · 未来趋势
课程总结进阶