流式 DMA(Streaming DMA)和一致性 DMA(Consistent DMA)是兩種不同的記憶體對映模式,用於 DMA(直接記憶體訪問)操作。它們的主要區別在於快取一致性、效能和使用場景。以下是這兩者的詳細區別:
1. 流式 DMA(Streaming DMA)
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快取一致性: 流式 DMA 不保證快取的一致性。在進行 DMA 操作前,需要顯式呼叫
dma_map_single()
函式進行對映,並在操作完成後呼叫dma_unmap_single()
解除對映。在對映和解除對映過程中,系統會進行必要的快取清理和失效操作,以確保資料的一致性。 -
效能: 因為流式 DMA 允許 CPU 快取資料,因此在不進行 DMA 傳輸時,CPU 訪問記憶體的效能較高。在對映和解除對映時,快取清理操作會帶來一些開銷。
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使用場景: 流式 DMA 適用於傳輸資料頻繁變化且每次資料量較大的場景,比如網路資料包的處理、音影片資料流的傳輸等。適合資料需要頻繁寫入或讀取的情況,但不需要長期保持資料的一致性。
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優點: 高效利用快取,效能較好。
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缺點: 每次 DMA 操作都需要進行快取一致性處理,帶來額外的開銷。
2. 一致性 DMA(Consistent DMA)
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快取一致性: 一致性 DMA 保證快取的一致性,DMA 緩衝區的記憶體與 CPU 快取之間始終保持一致性。對映時呼叫
dma_alloc_coherent()
函式,該緩衝區不會受 CPU 快取的影響,因此 DMA 和 CPU 可以並行操作而不會引起資料不一致。 -
效能: 一致性 DMA 的效能通常比流式 DMA 低,因為它禁止了 CPU 快取的使用。CPU 訪問這類記憶體時速度較慢,但 DMA 傳輸時不需要進行快取一致性處理。
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使用場景: 適用於需要穩定資料一致性且不常改變的場景,比如控制資料、裝置狀態資訊、少量配置資料等。適用於需要保證資料一致性的情況,特別是多核系統中對共享資料的訪問。
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優點: 資料一致性有保障,簡單易用,不需要手動進行快取一致性操作。
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缺點: 因為禁止了 CPU 快取的使用,效能較低。
總結
- 快取一致性: 流式 DMA 需要手動維護一致性,而一致性 DMA 自動保證一致性。
- 效能: 流式 DMA 效能更好,尤其在快取命中率較高的場景下;一致性 DMA 由於不使用快取,效能較差。
- 適用場景: 流式 DMA 適合高頻、大量資料傳輸;一致性 DMA 適合對資料一致性要求較高的小資料量傳輸。
選擇哪種模式取決於具體的應用需求、資料訪問模式和一致性要求。