c - Linux 4.4 PCIe DMA 进入用户空间页面不工作 - highmem 不可用于 DMA？

Question

我正在更新一个旧的 linux 驱动程序，该驱动程序通过 DMA 将数据传输到用户空间页面，这些页面通过 get_user_pages() 从应用程序向下传递。

我的硬件是一个新的基于 x86 Xeon 的主板，有 12GB 内存。

驱动程序从 VME 获取数据到 PCIe FPGA，并应该将其写入主内存。我为每个页面执行一个 dma_map_pages()，我用 dma_mapping_error() 检查它并将返回的物理 DMA 地址写入 DMA Controller 的缓冲区描述符。然后我启动 DMA。 (我们还可以在 FPGA 跟踪器中看到传输开始)。

但是，当我收到 DMA 完成 IRQ 时，我看不到任何数据。对于控制，我有相同的 VME 地址空间，可通过 PIO 模式访问，并且可以正常工作。我还尝试将值写入用户页面的 page_address(page)，应用程序可以看到这些。一切正常。

为了更深入地研究这个问题，我检查了像 DMA-API.txt 这样的常用文档，但我找不到任何其他方法，在其他驱动程序中也没有。

我的内核是一个自编译的 4.4.59 64 位，所有类型的调试(调试 DMA-API 等)都设置为是。

我还尝试深入研究 drivers/iommu/以查看此处的调试可能性，但那里只有几个 pr_debug。

有趣的是:我有另一个驱动程序，一个以太网驱动程序，它支持连接到 PCI 的 NIC。这个没有问题!

当转储和比较检索到的 DMA dma_addr_t 时，我看到了这个:

NIC 驱动程序通过 dma_alloc_coherent() 为缓冲区描述符等分配内存，它的地址在“低 4 GB”中:

 [ 3127.800567] dma_alloc_coherent: memVirtDma = ffff88006eeab000, memPhysDma = 000000006eeab000
 [ 3127.801041] dma_alloc_coherent: memVirtDma = ffff880035d9b000, memPhysDma = 0000000035d9b000
 [ 3127.801373] dma_alloc_coherent: memVirtDma = ffff88006ecd4000, memPhysDma = 000000006ecd4000

VME 驱动程序，dma_map_page'ing 用户空间页面 > 4GB，DMA 地址看起来不同:0xffffe010(与应用程序有偏移量)。

pageAddr=ffff88026b4b1000 off=10 dmaAddr=00000000ffffe010 length=100

DMA_BIT_MASK(32) 在两个驱动程序中设置，我们的 FPGA 内核是 32 位宽。

问题:我是否必须有特殊的先决条件才能使此 DMA 工作？我读到highmem内存不能用于DMA，现在还是这样吗？

部分dmesg:

[    0.539839] debug: unmapping init [mem 0xffff880037576000-0xffff880037ab2fff]
[    0.549502] DMA-API: preallocated 65536 debug entries
[    0.549509] DMA-API: debugging enabled by kernel config
[    0.549545] DMAR: Host address width 46
[    0.549550] DMAR: DRHD base: 0x000000fbffc000 flags: 0x1
[    0.549573] DMAR: dmar0: reg_base_addr fbffc000 ver 1:0 cap     8d2078c106f0466 ecap f020df
[    0.549580] DMAR: RMRR base: 0x0000007bc14000 end: 0x0000007bc23fff
[    0.549585] DMAR: ATSR flags: 0x0
[    0.549590] DMAR: RHSA base: 0x000000fbffc000 proximity domain: 0x0
[    0.549779] DMAR: dmar0: Using Queued invalidation
[    0.549784] DMAR: dmar0: Number of Domains supported <65536>
[    0.549796] DMAR: Setting RMRR:
[    0.549809] DMAR: Set context mapping for 00:14.0
[    0.549812] DMAR: Setting identity map for device 0000:00:14.0     [0x7bc14000 - 0x7bc23fff]
[    0.549820] DMAR: Mapping reserved region 7bc14000-7bc23fff
[    0.549829] DMAR: Set context mapping for 00:1d.0
[    0.549831] DMAR: Setting identity map for device 0000:00:1d.0     [0x7bc14000 - 0x7bc23fff]
[    0.549838] DMAR: Mapping reserved region 7bc14000-7bc23fff
[    0.549845] DMAR: Prepare 0-16MiB unity mapping for LPC
[    0.549853] DMAR: Set context mapping for 00:1f.0
[    0.549855] DMAR: Setting identity map for device 0000:00:1f.0 [0x0 -     0xffffff]
[    0.549861] DMAR: Mapping reserved region 0-ffffff
[    0.549892] DMAR: Intel(R) Virtualization Technology for Directed I/O
...
[    0.551725] iommu: Adding device 0000:00:00.0 to group 10
[    0.551753] iommu: Adding device 0000:00:01.0 to group 11
[    0.551780] iommu: Adding device 0000:00:01.1 to group 12
[    0.551806] iommu: Adding device 0000:00:02.0 to group 13
[    0.551833] iommu: Adding device 0000:00:02.2 to group 14
[    0.551860] iommu: Adding device 0000:00:03.0 to group 15
[    0.551886] iommu: Adding device 0000:00:03.2 to group 16
[    0.551962] iommu: Adding device 0000:00:05.0 to group 17
[    0.551995] iommu: Adding device 0000:00:05.1 to group 17
[    0.552027] iommu: Adding device 0000:00:05.2 to group 17
[    0.552059] iommu: Adding device 0000:00:05.4 to group 17
[    0.552083] iommu: Adding device 0000:00:14.0 to group 18
[    0.552134] iommu: Adding device 0000:00:16.0 to group 19
[    0.552166] iommu: Adding device 0000:00:16.1 to group 19
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[    0.552605] iommu: Adding device 0000:05:00.1 to group 27

Answer 1

为了这里的完整性，我们找到了答案。完全不同的原因:FPGA PCIe 内核中的 PCIe 协议(protocol)错误...