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Linux驱动DMA缓冲区共享与mmap接口开发

共计 30 章节

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mmap基础概念

mmap系统调用定义 · 内存映射文件原理 · 虚拟内存与物理内存映射关系

mmap基础概念

mmap与常规文件I/O对比

read/write vs mmap… · 缺页中断机制 · 零拷贝概念

mmap系统调用详解

参数prot（PROT_READ/P… · flags（MAP_SHARED/M… · offset对齐要求

mmap系统调用详解

mmap返回值与错误处理

返回映射地址 · MAP_FAILED · 常见errno（EINVAL/ENO…

munmap与内存释放

munmap系统调用 · 部分解除映射 · 进程退出时自动解除

munmap内存释放

MAP_SHARED与MAP_PRIVATE区别

共享映射写回文件 · 私有映射写时复制（COW） · 应用场景

MAP_ANONYMOUS匿名映射

无需文件描述符 · 用于进程间通信（IPC） · 分配大块内存

mmap实现进程间通信（IPC）

父子进程共享匿名映射 · 无亲缘关系进程通过共享文件映射

mmap与共享内存（System V/POSIX）对比

shmget/shmat vs mm… · 性能 · 易用性

DMA基础概念

DMA定义 · DMA控制器 · DMA传输模式（块传输/周期挪用/透…

DMA基础概念

DMA与CPU交互

DMA请求 · DMA应答 · 中断通知

Linux DMA子系统

dmaengine框架 · dma_slave_config · dma_async_tx_descr…

DMA缓冲区分配

dma_alloc_coherent… · dma_map_single（流式D… · dma_pool

DMA缓冲区分配

DMA缓冲区与内核态访问

物理地址连续要求 · IOMMU/SMMU · DMA地址转换

用户态访问DMA缓冲区需求

高性能数据采集（视频/网络/存储） · 避免内核态用户态数据拷贝

DMA用户态访问

mmap映射DMA缓冲区原理

内核驱动实现mmap文件操作 · remap_pfn_range/vm…

remap_pfn_range详解

函数原型 · 参数（vma/pfn/size/pr… · 物理页帧号转换

vm_iomap_memory与ioremap区别

vm_iomap_memory用于m… · ioremap用于内核直接访问

DMA缓冲区mmap示例驱动（一）

字符设备驱动框架 · file_operations结构体 · mmap回调实现

DMA缓冲区mmap示例驱动（二）

dma_alloc_coherent… · 获取物理地址 · remap_pfn_range映射

用户态mmap测试程序

open设备 · mmap映射 · 直接读写DMA缓冲区

缓存一致性（Cache Coherency）问题

CPU Cache与DMA数据不一致 · dma_alloc_coherent…

流式DMA映射与mmap

dma_map_single/dma… · dma_sync_single_fo… · 用户态同步

IOMMU/SMMU与DMA缓冲区映射

IOMMU原理 · 设备DMA地址转换 · 用户态通过VFIO访问

VFIO（Virtual Function I/O）简介

VFIO框架 · 用户态直接操作设备 · 与mmap结合

mmap映射DMA缓冲区性能优化

大页（HugeTLB）支持 · 预分配物理内存 · 避免缺页中断

实战案例一

高速数据采集系统（ADC/DAC） · 用户态实时处理 · 延迟分析

实战案例一ADC/DAC

实战案例二

网络零拷贝（Packet MMAP/… · RX_RING/TX_RING · mmap映射

实战案例二Packet

实战案例三

GPU显存与DMA缓冲区共享 · mmap映射GPU显存

实战案例三GPU

总结与最佳实践

mmap+DMA适用场景 · 常见陷阱（地址对齐/缓存一致性/安全… · 调试工具（/proc/pid/map…

最佳实践mmap+DMA