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嵌入式Linux驱动性能优化与cache刷新策略

共计 30 章节

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嵌入式Linux驱动性能瓶颈概述 · Cache一致性问题的根源 · 课程目标与学习路径

课程导论Linux

Cache基础原理

Cache的层次结构（L1/L2/L… · Cache Line与Set Ass… · Cache的写策略（Write-Th…

Cache基础原理

ARM Cortex-A系列Cache架构

ARMv7-A与ARMv8-A的Ca… · PIPT/VIPT/ASID标签 · Cache的锁定与分区

DMA与Cache一致性问题

DMA传输中的Cache Stale… · Cache Coherency协议（… · 硬件一致性（CCI/ACE）

Linux内核Cache管理API（上）

flush_dcache_page · invalidate_dcache_… · dma_map_single与dma…

Linux内核Cache管理API（下）

dma_alloc_coherent… · dma_sync_single_fo… · dma_buf与dma_fence

驱动开发中的Cache刷新策略

何时需要手动刷新 · 批量刷新与逐行刷新的性能权衡 · 懒刷新与预取策略

Cache驱动开发

DMA Buffer分配与映射优化

一致性映射（coherent map… · dma_alloc_attrs与dm…

MMU与Cache的协同工作

页表属性中的Cacheable/No… · Shareable与Non-Shar… · 内存类型（Normal vs Dev…

ARMv8-A的Cache操作指令

DC CIVAC · DC CVAC · DC IVAC

Linux内核中的Cache刷新实现分析

arch/arm64/mm/cach… · flush_cache_range与…

驱动性能分析工具（上）

perf stat与perf rec… · ftrace的function_gr…

驱动性能分析工具perf

驱动性能分析工具（下）

使用trace-cmd记录Cache… · 利用kernelshark可视化分析 · Linaro Forge/ARM S…

驱动性能分析工具trace-cmd

网络驱动中的Cache优化

NAPI与GRO中的Cache预取 · SKB的Cache对齐 · TX/RX Ring的Cache友好…

Cache网络驱动

存储驱动（MMC/NVMe）中的Cache策略

Block Layer的Pluggi… · IO调度器与Cache刷新 · Writeback与Writethr…

GPU驱动与Cache一致性

ION/DMA-BUF Heaps中… · GPU页表与系统Cache的同步 · V4L2驱动中的Cache刷新

多核系统中的Cache伪共享（False Sharing）

伪共享的产生原理 · 使用____cacheline_al… · per-CPU变量与Cache Li…

Cache预取技术

硬件预取（Prefetcher）与软… · 预取距离与预取窗口的调优 · 预取与循环展开的结合

Cache预取技术

写合并（Write Combining）与写缓冲（Write Buffer）

WC内存类型的应用场景 · 写合并对性能的影响 · 使用movnti/movntdq指令

非暂时性指令（Non-temporal Instructions）

ARM的STNP/LDNP指令 · x86的MOVNTI/MOVNTDQ… · 在驱动中手动使用非暂时性存储

Non-temporalInstructions

Cache刷新延迟的测量与建模

使用ARM PMU测量Cache M… · 建立Cache刷新开销模型 · 基于延迟的刷新策略选择

Cache刷新延迟的测量

实时系统与Cache确定性

Cache锁定（Cache Lock… · 使用CP15/CPACR锁定关键代码 · Cache Coloring与Par…

Cache实时系统

虚拟化环境中的Cache管理

KVM/ARM的Stage-2页表与… · VirtIO驱动中的Cache一致性 · IOMMU/SMMU与Cache协同

Cache虚拟化环境

设备树（DT）中的Cache配置

dma-coherent属性 · cache-size/cache-l… · 自定义Cache策略的DT绑定

内核配置与Cache优化

CONFIG_ARM64_PAGE_… · CONFIG_DMA_API_DEB… · CONFIG_ARM64_UAO与P…

Cache内核配置

Camera ISP驱动中的Cach… · ISP输出Buffer的DMA映射 · 帧率提升实战

案例实战Camera

Ethernet GMAC驱动中的C… · TX Completion的懒刷新 · 使用dma_sync_single替…

案例实战Ethernet

USB Gadget驱动中的Cach… · Endpoint Queue的Cac… · 批量传输的吞吐量优化

案例实战USB

AI加速器（NPU）驱动中的Cach… · 权重数据的预取与刷新 · 推理延迟优化

课程总结与进阶方向

Cache优化Checklist · 社区最新进展（Linux DMA A… · CXL与Cache Coherenc…

课程总结进阶方向