DMA缓存共享机制
一、共享的DMA缓存
应用：1.将视频流解码成适合图像渲染和显示的缓存格式。
2.相机捕获到适合编码和渲染的缓冲区。
要求：
1.支持添加到现存的内核子系统。
2.有允许将常见像素格式和页映射到多设备的硬件。
二、为什么要用DMA缓存共享机制
在不同设备和子系统间共享DMA缓存的统一机制目前还没有形成
不同的解决方案：
1.V4l2拥有“USERPTR”机制，对于不同的设备的内存的访问需要进行用户空间进行映射。
2.同样，wayland和x11拥有他们自己的机制，不过仅仅是在 client and compositor之间共享缓存。
3.其他的SoC提供商，框架和子系统也有他们自己的共享缓存的方法。
存在的问题：
1.在V4l2中，用户空间映射可能是必须的，但是这可能会因为内核空间和用户空间的来回震荡造成overkill。
2.目前还没有统一的共享API，因此没有统一的共享方式。
三、什么是 dma_buf API
用于共享缓冲区的通用内核级框架。
定义新的缓冲区对象，该对象提供导出和使用共享缓冲区的机制。
提供统一的API，允许与缓冲区共享相关的各种操作。
四、dma_buf中定义的operations
attach()
这是一个可选的op，它可以允许导出器收集有关连接设备的信息，它们对缓冲区的需求（如支持存储约束等），然后相应地做出决定。
如果导出器无法满足请求设备的需要，也可以用于返回错误。
detach()
这是一个可选的op，它可以允许导出器决定是否需要迁移后备存储，以及根据仍然连接的设备的更新需求对缓冲区做出类似的决定。
map_dma_buf()
强制性dma_buf_op。
导入设备用于向导出器指示启动DMA访问的请求。
返回已分配的分散页面列表，映射到设备地址空间中。
在调用map_dma_buf（）之前，必须至少调用一个attach。
应该增加这个缓冲区的引脚数。
unmap_dma_buf（）
- 强制性dma_buf_op。
- 导入设备用于向出口商指示DMA访问的结束。
- 应减少此缓冲区的使用次数。
- 可能取消固定缓冲区（允许它在内存中移动，换出等）…虽然出于性能原因预计导出器不会不必要地迁移缓冲区。
- 一旦所有当前用户都放弃了访问权限，导出器可能会决定在平台上根据需要和可能迁移缓冲区存储
五、Buffer Exporter
- 实现和管理缓冲区上的所有操作
- 允许其他用户使用dma_buf共享API共享缓冲区
- 管理内存后备存储的实际分配
- 可选地，如果可能，在平台上，如果需要，负责散布列表的迁移。
六、Buffer Importer (user) - 是一个（可能很多）共享缓冲区的用户。
- 不关心缓冲区分配的情况和方法。
- 需要一种机制来访问构成内存中此缓冲区的分散列表，以便它可以访问它。
七、API
dma_buf_export（）：
●用于宣布导出缓冲区的愿望
●连接导出器的缓冲区私有元数据，此缓冲区的缓冲区操作实现以及关联文件的标志。
●返回dma_buf对象的句柄以及上述所有相关信息。
dma_buf_fd（）：
●返回与dma_buf对象关联的FD。
●然后，用户空间将FD传递给参与共享此dma_buf对象的其他设备/子系统。
dma_buf_get（）： - 由导入设备用于获取与FD关联的dma_buf对象
dma_buf_attach（）：
- 导入设备可以使用dma_buf对象附加自身。
- 在dma_buf对象共享开始时调用一次。
- 如果由出口商提供，可以调用attach（）dma_buf_op。
- 返回struct dma_buf_attachment ptr
dma_buf_map_attachment（）： - 由导入设备用于请求访问缓冲区，以便它可以执行DMA。
- 内部调用exporter提供的map_dma_buf（）dma_buf_op。
- 返回一个sg_table，其中包含映射在导入设备地址空间中的分散列表。
dma_buf_unmap_attachment（）： - DMA访问完成后，设备会告诉导出器当前
通过调用此API完成请求的访问。 - 内部调用导出器提供的unmap_dma_buf（）dma_buf_op。
dma_buf_detach（）：
- 在需要访问此dma_buf对象时，导入器设备会告诉导出器其意图从当前共享中“分离”。
- 如果出口商提供，可以调用detach（）dma_buf_op。
dma_buf_put（）： - 调用dma_buf_detach（）后，通过调用dma_buf_put（）减少此缓冲区的引用计数。
八、dma_buf usage flow