DMA

基于 DMA 的硬件使用总线地址而非物理地址，总线地址是从设备角度上看到的内存地址，物理地址则是从 CPU 角度上看到的未经转换的内存地址（经过转换的为虚拟地址） 。内核提供了如下函数用于进行简单的虚拟地址/总线地址转换.unsigned long virt_to_bus(volatile void *address);void *bus_to_virt(unsigned long address);设备并不一定能在所有的内存地址上执行 DMA 操作，在这种情况下应该通过下列函数执行 DMA 地址掩码：int dma_set_mask(struct device *dev, u64 mask);例如，对于只能在 24 位地址上执行 DMA 操作的设备而言，就应该调用dma_set_mask (dev , 0xffff ff)。

DMA 映射包括两个方面的工作： 分配一片 DMA 缓冲区； 为这片缓冲区产生设备可访问的地址。

                                                    一致 DMA 映射 

void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_tsize, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp);返回值为申请到的 DMA 缓冲区的虚拟地址.申请一片 DMA 缓冲区，进行地址映射并保证该缓冲区的Cache 一致性。dma_alloc_coherent()对应的释放函数为：void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_thandle); 以下函数用于分配一个写合并（writecombining）的 DMA 缓冲区：void * dma_alloc_writecombine(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp);

函数dma_alloc_coherent分配size字节的区域的一致内存，得到的dma_handle是指向分配的区域的地址指针，这个地址作为区域的物理基地址。dma_handle是与总线一样的位宽的无符号整数。 

                                          流式DMA

使用 dma_map_single()可实现流式 DMA 映射，该函数原型为：dma_addr_t dma_map_single(struct device *dev, void *buffer, size_t size, enum dma_data_direction direction);如果映射成功，返回的是总线地址，否则，返回 NULL。第 4 个参数为 DMA 的方向 ， 可 能的 值 包 括 DMA_TO_DEVICE 、 DMA_FROM_DEVICE 、DMA_BIDIRECTIONAL 和 DMA_NONE。反函数为 dma_unmap_single()。建立流式dma需要指明数据在DMA通道中的流向。关键2点，一是确保cpu侧的虚拟地址所对应的物理地址能够被设备DMA准确访问。2是，确保cache一致性问题。struct dma_map_ops对象中的sync_single_for_cpu, 在驱动访问完 DMA 缓冲区后， 应该将其所有权返还给设备sync_single_for_device, sync_sg_for_cpu, sync_sg_for_device 方法就是处理cache一致性问题。 

一个使用 DMA 的设备驱动程序通常会与连接到接口总线上的硬件通讯，这些硬件使用物理地址，而程序代码使用虚拟地址。基于 DMA 的硬件使用总线地址而不是物理地址，有时，接口总线是通过将 I/O 地址映射到不同物理地址的桥接电路连接的。甚至某些系统有一个页面映射方案，能够使任意页面在外围总线上表现为连续的。 当驱动程序需要向一个 I/O 设备（例如扩展板或者DMA控制器）发送地址信息时，必须使用 virt_to_bus 转换，在接受到来自连接到总线上硬件的地址信息时，必须使用 bus_to_virt 了。