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Linux内核MMU设备DMA映射与SMMU配置实战工程

共计 30 章节
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01
课程导入与学习地图
目标=DMA · MMU · IOMMU
课程导入学习地图
02
DMA 基础与 Linux 内核 DMA API
目标=一致性 DMA · 流式 DMA · DMA 掩码
DMALinux
03
MMU 与地址空间基础
目标=虚拟地址 · 物理地址 · 页表
MMU地址空间基础
04
IOMMU 与 SMMU 架构概览
目标=IOMMU 作用 · SMMU 在 ARM 体系中的位置 · Stream Table
IOMMUSMMU
05
Linux 内核 IOMMU 子系统
目标=iommu 框架 · 设备与域 · iommu_group
LinuxIOMMU
06
SMMU 驱动与设备树/ACPI 配置
目标=SMMU 节点 · stream ID · iommu-cells
SMMUACPI
07
DMA 映射核心流程
目标=dma_map_single · dma_map_page · dma_map_sg
DMA映射核心流程
08
IOMMU 域与映射管理
目标=iommu_map · iommu_unmap · iommu_map_sg
IOMMU映射管理
09
SMMU Stage-1 转换实战
目标=为平台设备创建 Stage-1… · 配置 stream mapping · 验证地址转换与访问权限
SMMUStage-1
10
SMMU Stage-2 转换与虚拟化
目标=KVM 与 VFIO 场景 · Stage-2 页表 · 嵌套转换
SMMUStage-2
11
PCIe 设备 DMA 映射与 SMMU 配置
目标=PCIe 枚举 · RID 到 Stream ID 映射 · ACS
PCIeDMA
12
DMA 一致性与缓存维护
目标=dma_sync_single… · 非一致性设备 · cache 刷新与屏障指令
DMA一致性
13
SMMU 中断与错误处理
目标=全局错误 · 上下文错误 · 事件队列
SMMU错误处理
14
调试工具与观测手段
目标=dmesg · debugfs · sysfs
调试工具观测手段
15
常见问题与规避策略
目标=DMA 映射失败 · IOMMU 域冲突 · SMMU 未使能
常见问题规避策略
16
实战案例一
目标=平台设备 DMA 映射从零到一 · 编写驱动并使用 SMMU 进行地址隔…
实战案例一DMA
17
实战案例二
目标=PCIe 网卡 DMA 映射与… · 验证吞吐与隔离效果
实战案例二PCIe
18
实战案例三
目标=VFIO 用户态驱动与 SMM… · 实现安全设备直通
实战案例三VFIO
19
实战案例四
目标=SMMU 性能调优 · 包括 TLB · 页表级别
实战案例四SMMU
20
实战案例五
目标=多设备共享 IOMMU 域与隔… · 分析 group 与 domain…
实战案例五IOMMU
21
内核启动参数与 SMMU 使能
目标=iommu=pt · iommu=on · arm-smmu.disable_b…
SMMU内核启动参数
22
设备树与 ACPI 两种固件描述对比
目标=SMMU 配置差异 · stream ID 映射 · MSI 与 IOMMU 的协同
ACPI设备树
23
SMMU 与 DMA-BUF、共享内存、零拷贝
目标=跨设备缓冲区共享 · 映射属性与同步机制
SMMUDMA-BUF
24
安全与隔离
目标=DMA 攻击面 · IOMMU 保护 · SMMU 故障隔离
安全隔离
25
实时性与确定性
目标=DMA 延迟 · IOMMU 映射开销 · SMMU 缺页处理与实时系统注意事项
实时性确定性
26
内核版本演进与兼容性
目标=SMMUv2 与 SMMUv3… · IOMMU 框架变化 · API 迁移与向后兼容
内核版本演进兼容性
27
综合实验
目标=从设备树配置到驱动 DMA 映… · 再到 SMMU 域创建与性能测试的完…
综合实验DMA
28
故障排查方法论
目标=从现象到根因 · 结合日志 · trace
故障排查方法论目标=从现象到根…
29
工程化实践
目标=代码组织 · 模块化 · 可测试性
工程化实践目标=代码组织
30
课程总结与进阶路线
目标=核心知识回顾 · 常见陷阱 · 进一步学习资源与社区参与方式
课程总结进阶路线