文章目录 一、物理地址空间 二、外围设备寄存器 三、外围设备寄存器物理地址 映射到 虚拟地址空间 一、物理地址空间 ---- " 物理地址空间 “ 是 CPU 处理器 在 ” 总线 " 上 访问内存的地址..." , 精简指令集计算机 ; 分配给 " 外围设备 " 的 物理地址 , 又称为 " 设备内存 " ; ARM64 架构的系统中 , 物理地址空间 分为 2 类 : ① 正常内存 : Normal...寄存器 分为 3 大类 : 控制寄存器 状态寄存器 数据寄存器 外围设备寄存器 有 2 种 编址方式 : ① I/O 映射方式 , I/O-Mapped ② 内存映射方式 , Memory-Mapped...外围设备寄存器 一般是 连续编址 的 , 三、外围设备寄存器物理地址 映射到 虚拟地址空间 用户空间 的 应用进程 , 访问 " 外围设备寄存器 " 只能通过 " 虚拟地址 " 实现 , Linux...内核 提供了 相关 API 函数 , 将 " 外围设备寄存器 “ 对应的 ” 物理地址 “ 映射到了 ” 虚拟地址空间 " 中 ;
文章目录 一、free_area 空闲区域结构体源码分析 二、分配标志位 三、GFP_ZONE_TABLE 标志位区域类型映射表 四、分配标志位对应的内存区域类型 一、free_area 空闲区域结构体源码分析...---- 上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ① ( 分区伙伴分配器源码数据结构 | free_area 空闲区域数组 | MAX_ORDER 宏定义 | 空闲区域的页最大阶数...) 中 , 分析到 内存区域 zone 结构体中的 free_area 成员 , 就是用于维护 空闲页块 的 数组 数据结构 , 该 free_area 数组的 下标索引 对应 页块 阶数 ; free_area...---- Linux 内核中 , 使用了 GFP_ZONE_TABLE 宏 , 定义了 " 标志位组合 " 与 " 区域类型 " 之间的映射 , GFP_ZONES_SHIFT 是 区域类型 对应的...位数 , GFP_ZONE_TABLE 中 , 每个 标志位组合 映射到 32 位的 整型 的指定位置 , 其中 偏移 是 标志组合 * 区域类型位数 ; #define GFP_ZONE_TABLE
引入iommu以后，iommu通过控制每个设备dma地址到实际物理地址的映射转换，可以实现地址空间上的隔离，使设备只能访问规定的内存区域，见图3.1.1.1.1。...） 为虚拟机创建虚拟PCIe设备 为虚拟机创建虚拟PCIe设备，虚拟PCIe设备的寄存器规划和DMA信息是物理PCIe设备在虚拟机中的映射。...的映射，找到Host主机物理内存的物理地址HPA，达到物理PCI设备直接访问GuestOS中的GPA，从而达到数据数据面加速。...3.2.1 GPA->HPA的映射过程 对于直通的设备，QEMU创建虚拟机时需要两方面的地址映射,见图3.2.1.1： 1）VM在创建时GuestOS的内存需要QEMU调用KVM最终通过EPT和MMU建立...当GuestOS中直通设备的驱动分配内存并配置DMA时，QEMU通过VFIO接口将GPA下发到PCI Device的DMA，DMA读取数据时经由IOMMU映射，找到相应的HPA。 图3.2.1.1
CXL 允许与主机内存和 MMIO 空间之间的一致性——CMB/PMR 只允许通过 PCIe® 架构访问未缓存的 MMIO 空间的主机加载/存储 CXL 为设备访问主机内存提供一致性 CXL 协议比 PCIe...首先，操作系统会为 CXL 类型 2 设备进行标准的 PCIe 配置，然后加载 CXL 驱动程序。设备驱动程序会发现设备的能力，并调用操作系统的 CXL 内存核心服务来设置所需的 CXL 能力。...HPA-SLM 的映射关系 从右往左来看，应用程序（App）从本地主机获取映射的内存空间地址（HPA ），OS基于 CXL SLM调用，直接将 NVMe 设备中的内存隐射到 主机 HPA 上，其中需要借助...AFDM - 分配功能数据内存是功能数据内存（FDM）的一个部分，专门为一个或多个特定实例的 CSF 操作分配。 资源库 - 可用但未激活的资源。...子系统本地内存（SLM）通过命令集引入了内存命名空间，而计算命名空间可以通过内存范围集访问这些内存区域。功能数据内存（FDM）与 SLM 相关联，允许计算引擎（CSE）处理存储程序（CSF）。
一般的，设备会将特定的寄存器和存储实现在MMIO空间内。CPU可使用 iowrite32() / ioread32() 等方式访问 MMIO 空间。...Prefetchable MMIO 映射到系统地址空间后，软件可以通过地址对PCIe MMIO空间进行直接访问（CPU使用MOV指令），这一点与系统内存访问在操作上是一致的。...MSI 中断是一笔PCIe 写报文，向APIC 地址域写入特定的数据，触发CPU中断。...因为其通过PCIe write TLP 实现，中断与业务数据的保序性容易实现，硬件处理Racing Condition的代价更小。MSI中断可以具备特定的含义，设备之间不耦合，中断响应快。...一般的，优化方向包括： 1.确定NUMA的亲和性，保证CPU/Memory/PCIe 三者的亲和性 2.确定PCIe全链路的带宽匹配，确保内存带宽（读+写双向）有余量 3.设备合理的PCIe通路MPS/
： SIZE 重映射区域的大小，单位是字节。...[KNL] memmap=nn[KMG]@ss[KMG] 强制只使用从ss开始的nn长度的特定内存区域。可以多次使用以指定多个区域。...[KNL,ACPI] memmap=nn[KMG]#ss[KMG] 强制将从ss开始的nn长度的特定内存区域标记为ACPI数据。...[KNL,ACPI] memmap=nn[KMG]$ss[KMG] 强制保留(不使用)从ss开始的nn长度的特定内存区域。 [KNL,BUGS] reserve=起点,长度[,起点,长度]......可用于增加vmalloc区域的最小尺寸(x86默认128MB)，也可以用于减少vmalloc的大小，增加更多的空间用于直接映射内核RAM。
全文概览 本文档主要探讨了PCIe设备内存短缺的问题以及解决该问题的一种可能方案——CXL（Compute Express Link）链接的内存缓冲器（LMB）。...文中首先指出了当前存在的一种现象，即随着闪存和DRAM容量的增加，以及对于大页面和高效数据处理需求的增长，PCIe设备面临内存不足的问题。...通过低延迟的数据传输、内存资源的有效共享和可扩展的内存架构设计，CXL内存缓冲器能够在不增加PCIe设备内部空间的情况下，有效缓解内存短缺问题，并实现性能的显著提升。...内存短缺的根因分析 指出了存短缺问题的根本原因，即 PCIe 设备（例如 SSD 和 GPU）内部物理空间的限制，无法容纳更多的内存模块。...是SSD上扩展还是在DIMM上画出一个区域？
因此，启用了 SR-IOV 并且具有适当的硬件和 OS 支持的 PCIe 设备（例如以太网端口）可以显示为多个单独的物理设备，每个都具有自己的 PCIe 配置空间。...PF 是全功能的 PCIe 功能，可以像其他任何 PCIe 设备一样进行发现、管理和处理。PF 拥有完全配置资源，可以用于配置或控制 PCIe 设备。...一旦在 PF 中启用了 SR-IOV，就可以通过 PF 的总线、设备和功能编号（路由 ID）访问各个 VF 的 PCI 配置空间。每个 VF 都具有一个 PCI 内存空间，用于映射其寄存器集。...，建立了Guest虚拟地址到Host物理地址的映射表，所以这种“有状态”的映射表在热迁移的过程中会丢失。 ...虚拟化平台父区域的，并在VF之前最先加载 VF miniport driver即VF驱动是工作于Hyper-V虚拟化平台子区域的，即guestOS；需要注意的是，VF及PF之间是隔离的，任何经由VF驱动或所执行的结果都不会影响到其他的
一种考虑CXL扩展的方法是通过具有特定功能的机架概念 需要特定功能机架来彻底实现CXL，这和OCP曾提出的数据中心再解耦，内存分离不谋而合，这条路虽然很彻底，但实属”概念“，因为要克服的困难实在太多。...性能与延迟： - NVMe-oC：通过CXL，内存和存储设备能够更加紧密地连接，这意味着延迟会极低，尤其是内存和存储的整合大大减少了传统存储设备与内存设备之间的瓶颈。...PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是现代计算设备中用于连接CPU、内存和外部设备（如NVMe SSD）的高速接口。...CMB（控制器内存缓冲区）、DAX 和 HDM 都被允许使用。 4. NAND 到 xRAM 的传输方案 由主机通过 NVMe 命令控制。 5. 持久性区域可以是部分的。...xRAM 始终作为主机定向内存（HDM）进行访问，支持各种内存访问模式，包括 CMB、DAX 和 HDM。持久性区域可以部分实现，即可以部分保留数据的持久性而无需完全覆盖。 总结 1.
慢速路径函数（例如 ibv_open_device、ibv_alloc_pd 等）与资源（例如上下文、保护域和内存区域）的创建和配置有关。...通信的关键路径主要由快速路径函数组成，有时还包括慢速路径函数（例如 ibv_reg_mr），用于动态注册内存区域（取决于通信中间件）。...PCIe I/O 子系统的主要导体是根复合体 (RC)。RC 将处理器和内存连接到 PCIe 结构。PCIe 结构可能由设备层次结构组成。连接到 PCIe 结构的外围设备称为 PCIe 端点。...但是，轮询方法是面向延迟的，因为关键路径中没有上下文切换到内核。网络上消息的实际传输是通过处理器芯片和 NIC 之间的协调进行的，使用内存映射 I/O (MMIO) 和直接内存访问 (DMA) 读写。...然后，网络驱动程序准备包含 NIC 标头和指向有效负载的指针的设备特定 MD。 步骤 1：使用 8 字节原子写入内存映射位置，CPU（网络驱动程序）通知 NIC 已准备好发送消息。
GPU属于PCIe设备，将PCIe设备直通给虚拟机所需要的，就是让虚拟机能够访问到PCIe的配置空间，并为PCIe设备在虚拟机的内存地址空间中分配DMA空间，以及让PCIe设备的MSI中断可以直通给虚拟机...设备的配置空间映射为CPU的内存地址空间。...这样，在驱动程序中，对所有PCIe设备不使用in和out这样的IO指令操作，而是使用普通的内存读写指令进行操作。...这样，虚拟机读写PCIe配置空间的问题，和为PCIe设备分配DMA地址问题，实质上就成了一个问题——将PCIe设备在宿主机上的配置空间地址和DMA地址，映射成为虚拟机可以访问的地址！...当PCIE设备完成第一阶段的初始化后，驱动程序会向操作系统申请用于给外设进行DMA的内存空间。显然，GuestOS向操作系统申请到的内存地址是GVA。
然而，由于缺乏对加速器和主机缓存之间一致性的支持，细粒度的交互需要频繁的缓存刷新，甚至需要使用低效的非缓存内存区域。...这使得细粒度的交互变得非常昂贵，因为在同步执行或交换小参数或结果时，主机或加速器端都需要缓存刷新，或者用于数据传输的内存区域必须标记为未缓存，从而减慢它们所在物理位置的处理元件（主机或加速器）的访问速度...02 相关工作 a) PCIe：PCI Express [2] 是将外围设备连接到桌面和服务器系统的标准。PCIe 通过为单个设备捆绑多个通道来扩展链路的带宽。...虽然第一个版本也是在PCIe 之上实现的，但最近的版本是供应商特定的接口。CAPI 主要用于基于 IBM POWER 的主机，因此其范围比CCIX 和 CXL 更有限。...它还包括一个小的地址转换缓存 (ATC) 来缓冲现有的转换结果，以避免对已知映射进行相对昂贵的地址转换。AXIMM 桥提供主机和加速器之间的内存映射通信（主要是控制平面流量）。
XDMA的特点 Scatter-Gather DMA：XDMA采用SGDMA模式，可以处理非连续的内存区域，提供更灵活的数据传输方式。...链表传输：通过链表结构，XDMA可以按顺序完成多个数据块的传输任务，减少了主机的干预，提高了传输效率。 高效的PCIe接口：XDMA适配于PCIe 2.0和3.0，支持高速数据传输。...AXI4与AXI4-Stream接口 AXI4接口 适用场景：适用于大数据量的异步传输，常与DDR内存配合使用。 特点：支持内存映射，适合需要随机访问数据的应用。...AXI-ST Streaming Interface：适用于流数据传输，XDMA可以与具有AXI-ST接口的设备连接，实现高速数据流处理。...接口类型 适用场景 特点 AXI4-MM 大数据量异步传输 内存映射，随机访问 AXI4-ST 低延迟数据流 连续传输，减少延迟 结论 XDMA作为一种高效的数据传输引擎，为FPGA与主机之间的数据交互提供了强大的支持
AXI bridge 可以转接PCIe总线提供AXI4嵌入式系统和PCIe系统。 它包括内存从AXI4映射到AXI4-Stream桥和AXI4-Stream的PCIe集成块....从桥作为一个从设备连接AXI4 Interconnect(IP)处理一些AXI4的读或者写请求操作。主桥作为主设备连接AXI4 Interconnect(IP)处理PCIe产生的读或写TLPs。...包括：AXI Crossbar——连接多个主内存映射到多个从内存映射 AXI Data Width Converter——连接一个主从内存映射进行数据宽度转换 AXI Clock Converter——...连接不同时钟域的主从内存映射 AXI Protocol Converter AXI Data FIFO AXI Register Slice AXI MMU 对应不同的主从设备的个数，其中有各种互联方式...，不过这些都不需要我们仔细了解，所以说局怎用的时候开发人员再说啦。
之前介绍的PCIe实物模型为PIO模式，可编程PIO模式，软件控制CPU在主机总线上发起一个存储器或IO读写总线周期，并以映射在PCIe设备地址空间的一个地址为目标，根据PCIe总线宽度的区别，...另一种PCIe实物模型为DMA模型，直接存储器读取方式实现PCIe设备与系统存储器之间的数据传送，这种传输放大效率较高，因为在数据传送过程中不需要CPU参与，且传送一个数据只需要一个突发总线周期。...一、XDMA相关知识 绝对地址就是物理地址=段地址*16+偏移地址，也就是段地址<<4+偏移地址 主机host通过PCIe接口访问DMA，DMA即外部设备不通过CPU而直接与系统内存（DDR）交换数据...PCIe Block Location：从可用的集成块中选择，以启用生成特定位置的约束文件和输出，产品能够pg054datasheet截取的位置说明P249。 ?...（2）、映射空间选择1M，大小随意。 （3）、PCIe to AXI Translation：主机侧BAR地址与用户逻辑侧地址不同，通过设置转换地址实现BAR地址到AXI地址的转换。
当一个任务与特定 NUMA 节点相关联时，它将更有可能使用与该节点关联的本地内存。本地内存是指与任务运行在同一 NUMA 节点上的 CPU 相关联的内存。...Root complex是整个PCIe总线层次结构的起点，它通过PCIe连接到其他设备或桥接器，形成一个扩展的PCIe网络。...Root complex扮演着PCIe总线的控制器角色，它管理和协调数据流经过PCIe总线的交互。它负责在不同的PCIe设备之间进行数据传输和通信，以及处理地址分配和DMA（直接内存访问）请求。...PCIe：是一种高速串行扩展总线标准，用于在计算机系统中连接各种外部设备和扩展卡。它是 PCI总线的一种进化和替代。...PCIe 总线采用串行数据传输，相比于并行传输的 PCI 总线，具有更高的带宽和更低的延迟。它是现代计算机系统中常用的连接标准，用于连接GPU、网络适配器、存储控制器、声卡等各种设备。
GUID（Globally Unique Identifier）是微软推出的全局唯一标识符，通过使用某个特定的算法（比如根据时间或地点等信息）生成一组128位二进制数，来标识某一个实体，比如硬盘上的一张图片...10-13行代码为用户自定义的4个I/O控制命令，分别为读数据、写数据、读映射的BAR0的物理起始地址、写偏移地址(用来读写数据)。...3-4行定义了两个宏，即设置了两块内存在BAR0映射的偏移地址0x20000和0x22000，这两个值与PCIe硬件板卡有关。...几个参数分别表示资源计数器（记录WDF框架分配给设备的资源个数）、记录BAR2的起始地址（当资源计数器 i == 0 时）、BAR0经过转换后的虚拟地址（可被应用程序使用）、BAR0映射的起始地址（物理地址...，与设备管理器中所获得结果相同）、内存大小、偏移地址（由应用程序传递过来，供I/O读取使用）。
原文出处：http://www.cnblogs.com/jacklu/p/4646601.html 本科毕业设计是这方面的工作，所以想开几篇博客来介绍使用WDF开发PCI/PCIe接口卡的驱动程序方法。...IEEE, 2016:767-770. 1、WinDBG是唯一的内核驱动调试利器，但是开发PCIe的WDF驱动可以采用“黑盒”方式，所以windbg不是必须的； 2、WDF比WDM好，别再用WDM了；...需要为每一个函数指定其是分页内存还是非分页内存； 6、PAGE标识是指此函数能在驱动运行时被交换到磁盘上；如果不指定，编译器默认为非分页内存；一般情况下，我们不许要考虑这些问题。...在用户模式下运行的处理器无法访问为该操作系统保留的虚拟地址。限制用户模式应用程序的虚拟地址空间可防止应用程序更改并且可能损坏关键的操作系统数据； 2、在内核模式下运行的所有代码都共享单个虚拟地址空间。...一部分处理通用处理，另一部分处理特殊设备的处理，通用部分由Microsoft编写；特定部分由Microsoft或者硬件提供商编写； 8、通用部分称为“框架”，特定部分称为KMDF驱动程序； 9、”框架“
这种地址映射基本上是在进程共享内存时所必需的，而不需要让进程知道它们彼此共享相同的内存空间。现在让我们来讨论逻辑地址。 每当 CPU 运行一个进程时，它都会为该进程分配一个特定的内存。...2、物理地址简介 物理地址是进程及其内容放置在主内存或硬盘中的地址。每当我们运行一个进程或将一些数据存储在计算机的主存储设备或辅助存储设备中时，我们总是将其存储起来以备将来随时访问。...因此，基址寄存器与访问内存有关，另一方面，界限寄存器要么存储特定进程的内存部分的结束地址，要么还可能包含内存部分的总大小（包括代码、堆栈和堆）。...它仅用于保护，以便进程不超过分配给它的内存区域，并且它可能不会跳入另一个进程的内存区域。下面给出了逻辑地址和物理地址的一般比较。...物理地址 逻辑地址 定义 物理内存地址 虚拟地址 空间 内存空间所在的实际内存地址 引用物理地址/实际地址，称为逻辑地址空间 可见性 只对开发人员可见，对程序员不可见 只对用户可见 访问 用户在任何情况下都无法访问
因此PCIe设备的设计者能管理的资源只有Tag字段。...二、PIO例程 2.1 demo简介 PIO，即Programmed I/O，是一种设备的数据传输机制，使用特定的IO执行实现从设备到CPU的数据读取。...系统存储器映射能力的大小是设备能够生成的地址范围，PCIe能够寻址32bit或64bit存储器地址空间，虽然多数系统只使用16bit（64kb），但系统IO映射的大小限定在32bit（4GB）。 ?...ep_mem_erom： 扩展rom，其中包含代码映像，代码映像中又包含设备驱动程序的副本，包含了一个允许在启动期间使用设备的设备驱动程序。 2.2 框架分析 对于内存的操作有内存读取和数据写入。...Maybe （1）、PIO_RX_MEM_RD32_DW1DW2 在发送方的Tvalid有效时，将接收方的ready信号拉低，将请求的地址提取出来，前两位是要读取的内存区域，读取地址的低两位是0，因为地址是
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