我有一块基于Xilinx Zynq 7000的电路板，其FPGA架构中的外设具有DMA功能（在AXI总线上）。我们开发了一个电路，并在ARM内核上运行Linux。在硬件填充后，我们在用户空间访问DMA缓冲区时遇到性能问题。
要点：
我们在启动时预先保留了一段DRAM，用作大型DMA缓冲区。我们显然使用错误的API映射此缓冲区，因为它似乎是未缓存的，并且访问速度非常糟糕。
即使作为弹跳缓冲器使用它也会因为糟糕的性能而难以忍受。 IIUC，ARM缓存不是DMA连贯的，所以我非常感谢有关如何执行以下操作的一些见解：
更多信息：
在询问之前，我一直在努力研究这个问题。不幸的是，这是一个ARM SoC / FPGA，关于这方面的信息非常少，所以我必须直接询问专家。
由于这是一个SoC，很多东西都是硬编码的u-boot。例如，在将控制权交给内核之前，内核和ramdisk被加载到DRAM中的特定位置。我们利用这一点为DMA缓冲区保留了64MB的DRAM部分（它确实需要那么大，这就是我们预先保留它的原因）。没有任何担心内存类型冲突或者内核在这个内存上踩踏，因为引导参数告诉内核它控制了哪个DRAM区域。
最初，我们尝试使用ioremap将此物理地址范围映射到内核空间，但这似乎标记了区域不可缓存，并且访问速度非常糟糕，即使我们尝试使用memcpy使其成为反弹缓冲区。我们使用/ dev / mem将它映射到用户空间，并且我将memcpy定时为大约70MB /秒。
基于对此主题的大量搜索，似乎虽然有一半的人想要使用这样的ioremap（这可能是我们从中得到的想法），ioremap不应该用于此目的，并且应该使用与DMA相关的API。不幸的是，看起来DMA缓冲区分配是完全动态的，我还没有想出如何告诉它，＆＃34;这里已经分配了一个物理地址 - 使用它。＆＃34;
我看过的一个文件是这个，但它的方式也是x86和以PC为中心的： https://www.kernel.org/doc/Documentation/DMA-API-HOWTO.txt
这个问题也出现在我的搜索顶部，但没有真正的答案： get the physical address of a buffer under Linux
查看标准调用，dma_set_mask_and_coherent和family不会采用预定义的地址，并希望获得PCI的设备结构。我没有这样的结构，因为这是一个没有PCI的ARM SoC。我可以手动填充这样的结构，但这有点像滥用API，而不是按预期使用它。
BTW：这是一个环形缓冲区，我们将数据块分成不同的偏移量，但我们对齐缓存线边界，因此不存在错误共享的风险。
万分感谢您提供任何帮助！
更新：如果以正常方式执行此操作，似乎ARM上没有可缓存的DMA缓冲区。也许如果我没有进行ioremap调用，该区域就不会被标记为不可缓存，但是我必须弄清楚如何在ARM上进行缓存管理，我无法弄清楚。其中一个问题是用户空间中的memcpy似乎非常糟糕。是否有一个memcpy实现针对我可以使用的未缓存内存进行了优化？也许我可以写一个。我必须弄清楚这个处理器是否有Neon。
答案 0 :(得分：1)
您是否尝试使用mmap()方法实现自己的char设备，将缓冲区重新映射为可缓存（通过remap_pfn_range()）？
答案 1 :(得分：0)
如果您希望缓存映射，我相信您需要一个实现mmap（）的驱动程序。
我们使用两个设备驱动程序：portalmem和zynqportal。在Connectal Project,中，我们将用户空间软件和FPGA逻辑之间的连接称为“门户”。这些驱动程序需要dma-buf，自Linux内核版本3.8.x以来一直稳定。
portalmem驱动程序提供ioctl来分配引用计数的内存块，并返回与该内存关联的文件描述符。此驱动程序实现dma-buf sharing。它还实现了mmap（），以便用户空间应用程序可以访问内存。
在分配时，应用程序可以选择内存的缓存或非缓存映射。在x86上，始终缓存映射。我们的mmap（）实现目前从line 173 of the portalmem driver开始。如果映射未缓存，则使用pgprot_writecombine（）修改vma-＆gt; vm_page_prot，启用写入缓冲但禁用缓存。
portalmem驱动程序还提供了一个ioctl来使数据缓存行无效并可选地写回。
portalmem驱动程序不了解FPGA。为此，我们提供zynqportal驱动程序，它提供了一个ioctl，用于将转换表传送到FPGA，以便我们可以在FPGA上使用逻辑上连续的地址并将它们转换为实际的DMA地址。 portalmem使用的分配方案旨在生成紧凑的转换表。
对于PCI Express连接的FPGA，我们使用与pcieportal相同的portalmem驱动程序，而不对用户软件进行任何更改。
答案 2 :(得分：0)
Zynq有氖指令，使用氖指令的memcpy汇编代码实现，在缓存边界（32字节）上使用对齐将达到300 MB / s或更高的速率。