DMA及cache一致性

        cache的作用：

        CPU在访问内存时，首先判断所要访问的内容是否在Cache中，如果在，就称为“命中（hit）”，此时CPU直接从Cache中调用该内容；否则，就称为“missing”，CPU只好去内存中调用所需的子程序或指令了。
        CPU不但可以直接从Cache中读出内容，也可以直接往其中写入内容。
        Cache的存取速率相当快，使得CPU的利用率大大提高，进而使整个系统的性能得以提升。
        Cache的一致性就是直Cache中的数据，与对应的内存中的数据是一致的。
        
        dma的作用：
        DMA是直接操作总线地址的，这里先当作物理地址来看待（系统总线地址和物理地址只是观察内存的角度不同）。如果cache缓存的内存区域不包括DMA分配到的区域，那么就没有一致性的问题。但是如果cache缓存包括了DMA目的地址的话，一致性就会有问题，因为经过DMA操作，cache缓存对应的内存数据已经被修改了，而CPU本身不知道（DMA传输是不通过CPU的），它仍然认为cache中的数据就是内存中的数据，以后访问Cache映射的内存时，它仍然使用旧的Cache数据。这样就发生Cache与内存的数据“不一致性”错误。

        总线地址是从设备角度上看到的内存，物理地址是CPU的角度看到的未经过转换的内存（经过转换的是虚拟地址）

        DMA如果使用cache，那么一定要考虑cache的一致性。解决DMA导致的一致性的方法最简单的就是禁止DMA目标地址范围内的cache功能。但是这样就会牺牲性能；因此在DMA是否使用cache的问题上，可以根据DMA缓冲区期望保留的的时间长短来决策。
        DAM的映射就分为：一致性DMA映射和流式DMA映射。
        一致性DMA映射申请的缓存区能够使用cache，并且保持cache一致性。一致性映射具有很长的生命周期，在这段时间内占用的映射寄存器，即使不使用也不会释放。生命周期为该驱动的生命周期；dma_alloc_coherent
        流式DMA映射实现比较复杂，生命周期比较短，而且禁用cache。一些硬件对流式映射有优化。建立流式DMA映射，需要告诉内核数据的流动方向； dma_alloc_writecombine

        [应用]以intel的ioat为例，其有N个dma引擎，每个引擎有独立的channel。
        在使用中，先申请channel，填充dma的src、dest地址，申请dma_async_tx_descriptor，并tx_submit。
        由于其支持sg接口，能方便使用者处理矢量io。
        dma应用中，只有penging tx被请求后，执行dma_async_issue_pending，dma才开始真正工作。