linux-4.4/DMA_buffer の履歴(No.7)

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- 1 (2016-02-25 (木) 11:10:56)
- 2 (2016-02-25 (木) 11:25:49)
- 3 (2016-02-25 (木) 18:17:34)
- 4 (2016-02-26 (金) 11:50:41)
- 5 (2016-02-26 (金) 18:00:35)
- 6 (2016-03-02 (水) 09:37:49)
- 7 (2016-03-15 (火) 10:39:27)
- 8 (2016-03-15 (火) 16:37:05)

参照元†

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説明†

FIXME: なにをするもの？

とぴっく
- 共有に特化、バッファを確保する機能は提供しない。
- CMA など、別の手段を用いてドライバ（DMA buffer sharing の利用者側）が確保しなければならない。

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主要ユーザ API†

linux-4.4.1/dma_buf_fops(global) より、下記に対応していると思われる。
- close()
- mmap()
  - ユーザプロセスからバッファを読み書きしたいときに使う。offset はバッファの先頭からの距離を表す。キャッシュの有効、無効はバックエンドのシステムによるので、一概に言えない。
- seek()
  - バッファのサイズを知るために使う。SEEK_END を指定すればサイズがわかる。
- poll()
  - 同時に DMA を実行して、バッファの内容を破壊しないように、fence という仕組みで排他していて、fence からのシグナルを待つために poll を使うようだ。

mmap() の動き

mmap()
  - dma_buf_mmap_internal()
    - dmabuf->ops->mmap()
      ION の場合 mmap = ion_mmap, なので、
      - ion_mmap()
        - buffer->heap->ops->map_user()
          Carveout Heap の場合 map_user = ion_heap_map_user, なので、
          - ion_heap_map_user()
            - remap_pfn_range()

もう一例。
  - dma_buf_mmap_internal()
    - dmabuf->ops->mmap()
      V4L2, 物理連続メモリを要求するデバイスの場合 mmap = vb2_dc_mmap, なので、
      - vb2_dc_mmap()
        - dma_mmap_coherent()
            - dma_mmap_attrs()
              - ops->mmap()
                ARM の場合、通常は mmap = arm_dma_mmap, なので、
                - arm_dma_mmap()
                  - __arm_dma_mmap()
                    - remap_pfn_range()

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主要カーネル API†

バッファを共有するための準備をする、dma_buf ライブラリにバッファを伝える。
- linux-4.4.1/dma_buf_export()
- linux-4.4.1/dma_buf_export_info
  - バッファの扱い方（特にどうやって仮想空間にマップするかは必須）を定義する。
  - なぜ必要かというと、バッファの確保の仕方によって、バッファのマップの仕方が変わるから。
  - linux-4.4.1/dma_buf_ops
DMA Buffer を fd を得る。
- linux-4.4.1/dma_buf_fd()
fd から DMA Buffer を得る。
- linux-4.4.1/dma_buf_get()
DMA Buffer の共有を開始する
- linux-4.4.1/dma_buf_attach()
- linux-4.4.1/dma_buf_attachment
DMA Buffer をカーネルのリニアアドレス空間にマッピングする。
- ドライバからバッファにアクセスするときは必須。
- linux-4.4.1/dma_buf_map_attachment()
- linux-4.4.1/dma_buf_unmap_attachment()
DMA Buffer をユーザの仮想空間にマッピングする。
- linux-4.4.1/dma_buf_mmap()
DMA Buffer の共有を終了する
- linux-4.4.1/dma_buf_detach()

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シーケンス†

バッファのオーナーとなるドライバ
- バッファ確保
  - 方法は何でも良い、例えば linux-4.4.1/dma_alloc_coherent() などを使う
- linux-4.4.1/dma_buf_export()
  - バッファの共有の準備をする。
  - dma_buf カーネルライブラリにバッファの存在を教える。
  - linux-4.4.1/dma_buf が得られる。
- linux-4.4.1/dma_buf_fd()
  - バッファを共有するためのファイルディスクリプタが得られる。

バッファのオーナーとなるプロセス
- ファイルディスクリプタを受け取る。
  - ドライバからファイルディスクリプタを受け取る方法は任意。
  - linux-4.4.1/ioctl() を使うことになる？

バッファのユーザとなるプロセス
- ファイルディスクリプタを受け取る。
  - バッファのオーナープロセスから受け取る方法は任意。
  - UNIX socket の sendmsg() の cmsg で複製できる？

バッファのユーザとなるドライバ
- ファイルディスクリプタを受け取る
  - ユーザプロセスから fd を受け取る方法は任意。
  - linux-4.4.1/ioctl() を使うことになる？
- linux-4.4.1/dma_buf_get()
  - dma_buf カーネルライブラリから共有したいバッファを得る。
  - linux-4.4.1/dma_buf が得られる。
- linux-4.4.1/dma_buf_attach()
  - dma_buf カーネルライブラリにバッファを使用し始めることを教える。
  - linux-4.4.1/dma_buf_attachment が得られる。
  - attach() コールバックが呼ばれる。
- linux-4.4.1/dma_buf_map_attachment()
  - バッファにアクセスできるようにマップする。
  - linux-4.4.1/sg_table が得られる。
  - map_dma_buf() コールバックが呼ばれる。
- バッファに対して、データの読み書きなどを行う。
- linux-4.4.1/dma_buf_unmap_attachment()
  - バッファのマップを解放して、アクセスできないようにする。
  - unmap_dma_buf() コールバックが呼ばれる。
- linux-4.4.1/dma_buf_detach()
  - dma_buf カーネルライブラリにバッファを使用し終わったことを教える。
  - detach() コールバックが呼ばれる。

予想
- バッファのオーナーとユーザーがファイルディスクリプタを閉じると、 release() コールバックが呼ばれると思われる。

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使い方の例†

（調査中）

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カーネル API 一覧†

linux/Documentation/DocBook/device-drivers/ より
- linux-4.4.1/dma_buf_export(): Creates a new dma_buf, and associates an anon file with this buffer, so it can be exported. Also connect the allocator specific data and ops to the buffer. Additionally, provide a name string for exporter; useful in debugging.
- linux-4.4.1/dma_buf_fd(): returns a file descriptor for the given dma_buf
- linux-4.4.1/dma_buf_get(): returns the dma_buf structure related to an fd
- linux-4.4.1/dma_buf_put(): decreases refcount of the buffer
- linux-4.4.1/dma_buf_attach(): Add the device to dma_buf's attachments list; optionally, calls attach of dma_buf_ops to allow device-specific attach functionality
- linux-4.4.1/dma_buf_detach(): Remove the given attachment from dmabuf's attachments list; optionally calls detach of dma_buf_ops for device-specific detach
- linux-4.4.1/dma_buf_map_attachment(): Returns the scatterlist table of the attachment; mapped into _device_ address space. Is a wrapper for map_dma_buf of the dma_buf_ops.
- linux-4.4.1/dma_buf_unmap_attachment(): unmaps and decreases usecount of the buffer;might deallocate the scatterlist associated. Is a wrapper for unmap_dma_buf of dma_buf_ops.
- linux-4.4.1/dma_buf_begin_cpu_access(): Must be called before accessing a dma_buf from the cpu in the kernel context. Calls begin_cpu_access to allow exporter-specific preparations. Coherency is only guaranteed in the specified range for the specified access direction.
- linux-4.4.1/dma_buf_end_cpu_access(): Must be called after accessing a dma_buf from the cpu in the kernel context. Calls end_cpu_access to allow exporter-specific actions. Coherency is only guaranteed in the specified range for the specified access direction.
- linux-4.4.1/dma_buf_kmap_atomic(): Map a page of the buffer object into kernel address space. The same restrictions as for kmap_atomic and friends apply.
- linux-4.4.1/dma_buf_kunmap_atomic(): Unmap a page obtained by dma_buf_kmap_atomic.
- linux-4.4.1/dma_buf_kmap(): Map a page of the buffer object into kernel address space. The same restrictions as for kmap and friends apply.
- linux-4.4.1/dma_buf_kunmap(): Unmap a page obtained by dma_buf_kmap.
- linux-4.4.1/dma_buf_mmap(): Setup up a userspace mmap with the given vma
- linux-4.4.1/dma_buf_vmap(): Create virtual mapping for the buffer object into kernel address space. Same restrictions as for vmap and friends apply.
- linux-4.4.1/dma_buf_vunmap(): Unmap a vmap obtained by dma_buf_vmap.

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参考†

$ egrep -r '^EXPORT_SYMBOL' drivers/dma-buf/
drivers/dma-buf/seqno-fence.c:EXPORT_SYMBOL(seqno_fence_ops);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_context_alloc);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_signal_locked);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_signal);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_wait_timeout);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_release);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_free);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_enable_sw_signaling);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_add_callback);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_remove_callback);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_default_wait);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_wait_any_timeout);
drivers/dma-buf/fence.c:EXPORT_SYMBOL(fence_init);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL(reservation_ww_class);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL(reservation_seqcount_class);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL(reservation_seqcount_string);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL(reservation_object_reserve_shared);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL(reservation_object_add_shared_fence);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL(reservation_object_add_excl_fence);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(reservation_object_get_fences_rcu);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(reservation_object_wait_timeout_rcu);
drivers/dma-buf/reservation.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(reservation_object_test_signaled_rcu);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_export);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_fd);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_get);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_put);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_attach);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_detach);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_map_attachment);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_unmap_attachment);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_begin_cpu_access);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_end_cpu_access);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_kmap_atomic);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_kunmap_atomic);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_kmap);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_kunmap);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_mmap);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_vmap);
drivers/dma-buf/dma-buf.c:EXPORT_SYMBOL_GPL(dma_buf_vunmap);

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linux-4.4/DMA_buffer の履歴(No.7)

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主要カーネル API†

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カーネル API 一覧†

参考†

関連モジュール†

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