网卡驱动中DMA是否同步？

Question

我的理解是，当NIC适配器接收到新数据包时，上半部分处理程序使用DMA将数据从RX缓冲区复制到主存储器。我认为这个处理程序不应该在传输完成之前退出或释放 INT 引脚，否则新的数据包会损坏旧的数据包。

但是，DMA一般被认为是异步的，本身需要中断机制来通知CPU数据传输完成。因此我的问题是，DMA 实际上是同步的，还是中断实际上可以在另一个中断处理程序中发生？

Answer 1

一般来说，这种同步是通过NIC（网络接口卡）和主机CPU之间的环描述符发生的。您将在此处获得数据包路径详细信息。我已经在下面解释了环描述符。

编辑：

让我用Intel 的以太网控制器来解释一下。如果你看一下第 3.2.3 节，其中给出了 RX 描述符格式，它有 status 字段，它解决了数据包所有权问题。关于谁拥有数据包（NIC 驱动程序或 CPU），有两个要点可以避免争用和数据包损坏。

DMA（从 I/O 设备到主机内存）： RX/TX 环由“硬件描述符”和“缓冲区”（从主机内存雕刻）组成。当我们说 DMA（控制器传输数据）时，这发生在从硬件 FIFO 到主机内存的情况。

1. 让我们假设我的环形缓冲区（512 字节）不足以容纳完整的传入数据包（1500 或巨型数据包），在这种情况下，数据包可能跨越多个环形缓冲区并带有 EOP（数据包结束） 状态字段，表示现在已收到完整的数据包（考虑到所有健全性检查/校验和已完成）。
2. 第二个问题是现在谁拥有该数据包（驱动程序或 CPU 以供进一步使用）？现在直到状态标志DD（Descriptor Done）被设置为止，它属于驱动程序。一旦设置好，CPU 就可以抓取它进行拾取和戳戳。

这是特定于 RX 路径的。 TX 路径略有不同。

这样考虑，系统中一直存在多个中断（IO、键盘、鼠标等），但是两个中断之间的持续时间非常长，CPU 可以在其间做很多其他好事情。为了进一步减轻 CPU 的工作负担，DMA 有助于传输数据。因此，如果引发中断并调用子例程，则所有后续中断都可以被屏蔽，因为您已经在该子例程中，但相信我，这些子例程非常小，它们几乎不会消耗任何时间，直到您的下一个数据包到达。这意味着您的数据包到达速度必须高于您的处理速度。

另一个例子：对于路由器/交换机来说，99％的时间任务是路由和交换，因此子程序和中断优先级完全不同，而且它们一直受到大量数据包的轰炸，因此在这种情况下子程序永远不会出现，直到有另一个包在海湾。至少我曾经研究过这样的网络设备。