关于DMA和CPU并发

Question

我想知道在设备的DMA控制器进行内存操作时CPU可以处理/执行什么类型的操作，以提高并发性？如果CPU高速缓存/寄存器为空，如何在不交错进行DMA的情况下获取另一条指令

THX

Answer 1

总的来说，在大型 ¹ 硬件上，当DMA正在进行时，CPU可以做更多或更少的事情。通常，它只是继续在OS的控制下正常执行正在运行的进程或内核任务。

关于：

  

... [a]如果CPU缓存/寄存器为空，则另一条指令如何   在没有交错DMA的情况下获取[？]

据我所知，您在询问如果CPU需要访问内存会发生什么。通常，CPU通常经常访问内存，不仅在“寄存器或高速缓存为空”时，当DMA正在进行时，此活动可以或多或少地正常进行 ² 。内存总线通常已由多个设备共享，包括多个支持DMA的设备，PCI卡，多个内核或多个CPU。 memory controller负责接受并履行所有这些问题，包括在当时之间进行仲裁。

因此，当DMA和CPU访问内存时，可能存在某种类型的“交错”，正如在两个内核（甚至是在同一内核上运行的两个逻辑线程）访问内存时可能发生这种情况一样。它在实践中如何运作取决于DRAM的组织方式，内存控制器的工作方式（以及存在的数量）以及许多其他细节，但一般来说，您希望现代内存系统高度并行 - 能够维持多个流的访问并经常接近RAM强加的带宽限制。

¹ 现在，这几乎意味着比嵌入式微控制器更大的东西。例如，甚至移动CPU也符合条件。

² 通常我的意思是使用了正常的机制，你可以期待对工作的内存访问，但不是性能不会被影响。 CPU的内存访问将与DMA访问（以及其他CPU，PCI设备，如视频卡等）的其他访问竞争，并且可能会更慢 - 但在合理的硬件上它肯定不会等到DMA结束了！