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Linux内核最新的连续内存分配器(CMA)——避免预留大块内存

在我们使用ARM等嵌入式Linux系统的时候,一个头疼的问题是GPU,Camera,HDMI等都需要预留大量连续内存,这部分内存平时不用,但是一般的做法又必须先预留着。目前,Marek Szyprowski和Michal Nazarewicz实现了一套全新的Contiguous Memory Allocator。通过这套机制,我们可以做到不预留内存,这些内存平时是可用的,只有当需要的时候才被分配给Camera,HDMI等设备。下面分析它的基本代码流程。


声明连续内存

内核启动过程中arch/arm/mm/init.c中的arm_memblock_init()会调用dma_contiguous_reserve(min(arm_dma_limit, arm_lowmem_limit));


该函数位于:drivers/base/dma-contiguous.c


  1. /** 

  2.  * dma_contiguous_reserve() – reserve area for contiguous memory handling 

  3.  * @limit: End address of the reserved memory (optional, 0 for any). 

  4.  * 

  5.  * This function reserves memory from early allocator. It should be 

  6.  * called by arch specific code once the early allocator (memblock or bootmem) 

  7.  * has been activated and all other subsystems have already allocated/reserved 

  8.  * memory. 

  9.  */  

  10. void __init dma_contiguous_reserve(phys_addr_t limit)  

  11. {  

  12.         unsigned long selected_size = 0;  

  13.   

  14.         pr_debug(“%s(limit %08lx)\n”, __func__, (unsigned long)limit);  

  15.   

  16.         if (size_cmdline != -1) {  

  17.                 selected_size = size_cmdline;  

  18.         } else {  

  19. #ifdef CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MBYTES   

  20.                 selected_size = size_bytes;  

  21. #elif defined(CONFIG_CMA_SIZE_SEL_PERCENTAGE)   

  22.                 selected_size = cma_early_percent_memory();  

  23. #elif defined(CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MIN)   

  24.                 selected_size = min(size_bytes, cma_early_percent_memory());  

  25. #elif defined(CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MAX)   

  26.                 selected_size = max(size_bytes, cma_early_percent_memory());  

  27. #endif   

  28.         }     

  29.   

  30.         if (selected_size) {  

  31.                 pr_debug(“%s: reserving %ld MiB for global area\n”, __func__,  

  32.                          selected_size / SZ_1M);  

  33.   

  34.                 dma_declare_contiguous(NULL, selected_size, 0, limit);  

  35.         }     

  36. };  

其中的size_bytes定义为:


static const unsigned long size_bytes = CMA_SIZE_MBYTES * SZ_1M; 默认情况下,CMA_SIZE_MBYTES会被定义为16MB,来源于CONFIG_CMA_SIZE_MBYTES=16

->


  1. int __init dma_declare_contiguous(struct device *dev, unsigned long size,  

  2.                                   phys_addr_t base, phys_addr_t limit)  

  3. {  

  4.         …  

  5.         /* Reserve memory */  

  6.         if (base) {  

  7.                 if (memblock_is_region_reserved(base, size) ||  

  8.                     memblock_reserve(base, size) < 0) {  

  9.                         base = -EBUSY;  

  10.                         goto err;  

  11.                 }  

  12.         } else {  

  13.                 /* 

  14.                  * Use __memblock_alloc_base() since 

  15.                  * memblock_alloc_base() panic()s. 

  16.                  */  

  17.                 phys_addr_t addr = __memblock_alloc_base(size, alignment, limit);  

  18.                 if (!addr) {  

  19.                         base = -ENOMEM;  

  20.                         goto err;  

  21.                 } else if (addr + size > ~(unsigned long)0) {  

  22.                         memblock_free(addr, size);  

  23.                         base = -EINVAL;  

  24.                         base = -EINVAL;  

  25.                         goto err;  

  26.                 } else {  

  27.                         base = addr;  

  28.                 }  

  29.         }  

  30.   

  31.         /* 

  32.          * Each reserved area must be initialised later, when more kernel 

  33.          * subsystems (like slab allocator) are available. 

  34.          */  

  35.         r->start = base;  

  36.         r->size = size;  

  37.         r->dev = dev;  

  38.         cma_reserved_count++;  

  39.         pr_info(“CMA: reserved %ld MiB at %08lx\n”, size / SZ_1M,  

  40.                 (unsigned long)base);  

  41.   

  42.         /* Architecture specific contiguous memory fixup. */  

  43.         dma_contiguous_early_fixup(base, size);  

  44.         return 0;  

  45. err:  

  46.         pr_err(“CMA: failed to reserve %ld MiB\n”, size / SZ_1M);  

  47.         return base;  

  48. }   


由此可见,连续内存区域也是在内核启动的早期,通过__memblock_alloc_base()拿到的。


另外:


drivers/base/dma-contiguous.c里面的core_initcall()会导致cma_init_reserved_areas()被调用:


  1. static int __init cma_init_reserved_areas(void)  

  2. {  

  3.         struct cma_reserved *r = cma_reserved;  

  4.         unsigned i = cma_reserved_count;  

  5.   

  6.         pr_debug(“%s()\n”, __func__);  

  7.   

  8.         for (; i; –i, ++r) {  

  9.                 struct cma *cma;  

  10.                 cma = cma_create_area(PFN_DOWN(r->start),  

  11.                                       r->size >> PAGE_SHIFT);  

  12.                 if (!IS_ERR(cma))  

  13.                         dev_set_cma_area(r->dev, cma);  

  14.         }  

  15.         return 0;  

  16. }  

  17. core_initcall(cma_init_reserved_areas);  
cma_create_area()会调用cma_activate_area(),cma_activate_area()函数则会针对每个page调用:


init_cma_reserved_pageblock(pfn_to_page(base_pfn));


这个函数则会通过set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA)将页设置为MIGRATE_CMA类型的:


  1. #ifdef CONFIG_CMA   

  2. /* Free whole pageblock and set it’s migration type to MIGRATE_CMA. */  

  3. void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)  

  4. {                                      

  5.         unsigned i = pageblock_nr_pages;  

  6.         struct page *p = page;  

  7.           

  8.         do {  

  9.                 __ClearPageReserved(p);  

  10.                 set_page_count(p, 0);  

  11.         } while (++p, –i);  

  12.           

  13.         set_page_refcounted(page);  

  14.         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);  

  15.         __free_pages(page, pageblock_order);  

  16.         totalram_pages += pageblock_nr_pages;  

  17. }         

  18. #endif  
同时其中调用的__free_pages(page, pageblock_order);最终会调用到__free_one_page(page, zone, order, migratetype);
相关的page会被加到MIGRATE_CMA的free_list上面去:


list_add(&page->lru, &zone->free_area[order].free_list[migratetype]);


申请连续内存

申请连续内存仍然使用标准的arch/arm/mm/dma-mapping.c中定义的dma_alloc_coherent()和dma_alloc_writecombine(),这二者会间接调用drivers/base/dma-contiguous.c中的


  1. struct page *dma_alloc_from_contiguous(struct device *dev, int count,  

  2.                                        unsigned int align)  


->


  1.  struct page *dma_alloc_from_contiguous(struct device *dev, int count,  

  2.                                       unsigned int align)  

  3. {  

  4.        …  

  5.   

  6.        for (;;) {  

  7.                 pageno = bitmap_find_next_zero_area(cma->bitmap, cma->count,  

  8.                                                     start, count, mask);  

  9.                 if (pageno >= cma->count) {  

  10.                         ret = -ENOMEM;  

  11.                         goto error;  

  12.                 }  

  13.   

  14.                 pfn = cma->base_pfn + pageno;  

  15.                 ret = alloc_contig_range(pfn, pfn + count, MIGRATE_CMA);  

  16.                 if (ret == 0) {  

  17.                         bitmap_set(cma->bitmap, pageno, count);  

  18.                         break;  

  19.                 } else if (ret != -EBUSY) {  

  20.                         goto error;  

  21.                 }  

  22.                 pr_debug(“%s(): memory range at %p is busy, retrying\n”,  

  23.                          __func__, pfn_to_page(pfn));  

  24.                 /* try again with a bit different memory target */  

  25.                 start = pageno + mask + 1;  

  26.         }  

  27.        …  

  28.   

  29. }  
->

int alloc_contig_range(unsigned long start, unsigned long end,

                       unsigned migratetype)


需要隔离page,隔离page的作用通过代码的注释可以体现:


  1. /* 

  2.  * What we do here is we mark all pageblocks in range as 

  3.  * MIGRATE_ISOLATE.  Because of the way page allocator work, we 

  4.  * align the range to MAX_ORDER pages so that page allocator 

  5.  * won’t try to merge buddies from different pageblocks and 

  6.  * change MIGRATE_ISOLATE to some other migration type. 

  7.  * 

  8.  * Once the pageblocks are marked as MIGRATE_ISOLATE, we 

  9.  * migrate the pages from an unaligned range (ie. pages that 

  10.  * we are interested in).  This will put all the pages in 

  11.  * range back to page allocator as MIGRATE_ISOLATE. 

  12.  * 

  13.  * When this is done, we take the pages in range from page 

  14.  * allocator removing them from the buddy system.  This way 

  15.  * page allocator will never consider using them. 

  16.  * 

  17.  * This lets us mark the pageblocks back as 

  18.  * MIGRATE_CMA/MIGRATE_MOVABLE so that free pages in the 

  19.  * MAX_ORDER aligned range but not in the unaligned, original 

  20.  * range are put back to page allocator so that buddy can use 

  21.  * them.  

  22.  */    

  23.           

  24. ret = start_isolate_page_range(pfn_align_to_maxpage_down(start),  

  25.                                pfn_align_to_maxpage_up(end),  

  26.                                migratetype);  
简单地说,就是把相关的page标记为MIGRATE_ISOLATE,这样buddy系统就不会再使用他们。


  1. /*       

  2.  * start_isolate_page_range() — make page-allocation-type of range of pages 

  3.  * to be MIGRATE_ISOLATE. 

  4.  * @start_pfn: The lower PFN of the range to be isolated. 

  5.  * @end_pfn: The upper PFN of the range to be isolated. 

  6.  * @migratetype: migrate type to set in error recovery. 

  7.  * 

  8.  * Making page-allocation-type to be MIGRATE_ISOLATE means free pages in 

  9.  * the range will never be allocated. Any free pages and pages freed in the 

  10.  * future will not be allocated again. 

  11.  * 

  12.  * start_pfn/end_pfn must be aligned to pageblock_order. 

  13.  * Returns 0 on success and -EBUSY if any part of range cannot be isolated. 

  14.  */  

  15. int start_isolate_page_range(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,  

  16.                              unsigned migratetype)  

  17. {  

  18.         unsigned long pfn;  

  19.         unsigned long undo_pfn;  

  20.         struct page *page;  

  21.   

  22.         BUG_ON((start_pfn) & (pageblock_nr_pages – 1));  

  23.         BUG_ON((end_pfn) & (pageblock_nr_pages – 1));  

  24.   

  25.         for (pfn = start_pfn;  

  26.              pfn < end_pfn;  

  27.              pfn += pageblock_nr_pages) {  

  28.                 page = __first_valid_page(pfn, pageblock_nr_pages);  

  29.                 if (page && set_migratetype_isolate(page)) {  

  30.                         undo_pfn = pfn;  

  31.                         goto undo;  

  32.                 }  

  33.         }  

  34.         return 0;  

  35. undo:  

  36.         for (pfn = start_pfn;  

  37.              pfn < undo_pfn;  

  38.              pfn += pageblock_nr_pages)  

  39.                 unset_migratetype_isolate(pfn_to_page(pfn), migratetype);  

  40.   

  41.         return -EBUSY;  

  42. }  

接下来调用__alloc_contig_migrate_range()进行页面隔离和迁移:


  1. static int __alloc_contig_migrate_range(unsigned long start, unsigned long end)   

  2. {  

  3.         /* This function is based on compact_zone() from compaction.c. */  

  4.   

  5.         unsigned long pfn = start;  

  6.         unsigned int tries = 0;   

  7.         int ret = 0;   

  8.   

  9.         struct compact_control cc = {  

  10.                 .nr_migratepages = 0,   

  11.                 .order = -1,  

  12.                 .zone = page_zone(pfn_to_page(start)),  

  13.                 .sync = true,  

  14.         };     

  15.         INIT_LIST_HEAD(&cc.migratepages);  

  16.   

  17.         migrate_prep_local();  

  18.   

  19.         while (pfn < end || !list_empty(&cc.migratepages)) {  

  20.                 if (fatal_signal_pending(current)) {  

  21.                         ret = -EINTR;  

  22.                         break;  

  23.                 }      

  24.   

  25.                 if (list_empty(&cc.migratepages)) {  

  26.                         cc.nr_migratepages = 0;   

  27.                         pfn = isolate_migratepages_range(cc.zone, &cc,   

  28.                                                          pfn, end);  

  29.                         if (!pfn) {  

  30.                                 ret = -EINTR;  

  31.                                 break;  

  32.                         }      

  33.                         tries = 0;   

  34.                 } else if (++tries == 5) {   

  35.                         ret = ret < 0 ? ret : -EBUSY;  

  36.                         break;  

  37.                 }      

  38.   

  39.                 ret = migrate_pages(&cc.migratepages,  

  40.                                     __alloc_contig_migrate_alloc,  

  41.                                     0, falsetrue);  

  42.         }      

  43.   

  44.         putback_lru_pages(&cc.migratepages);  

  45.         return ret > 0 ? 0 : ret;   

  46. }  

其中的函数migrate_pages()会完成页面的迁移,迁移过程中通过传入的__alloc_contig_migrate_alloc()申请新的page,并将老的page付给新的page:


  1. int migrate_pages(struct list_head *from,  

  2.                 new_page_t get_new_page, unsigned long privatebool offlining,  

  3.                 bool sync)  

  4. {  

  5.         int retry = 1;   

  6.         int nr_failed = 0;   

  7.         int pass = 0;   

  8.         struct page *page;  

  9.         struct page *page2;  

  10.         int swapwrite = current->flags & PF_SWAPWRITE;  

  11.         int rc;  

  12.   

  13.         if (!swapwrite)  

  14.                 current->flags |= PF_SWAPWRITE;  

  15.   

  16.         for(pass = 0; pass < 10 && retry; pass++) {  

  17.                 retry = 0;   

  18.   

  19.                 list_for_each_entry_safe(page, page2, from, lru) {  

  20.                         cond_resched();  

  21.   

  22.                         rc = unmap_and_move(get_new_page, private,  

  23.                                                 page, pass > 2, offlining,  

  24.                                                 sync);  

  25.   

  26.                         switch(rc) {  

  27.                         case -ENOMEM:  

  28.                                 goto out;   

  29.                         case -EAGAIN:  

  30.                                 retry++;  

  31.                                 break;  

  32.                         case 0:  

  33.                                 break;  

  34.                         default:  

  35.                                 /* Permanent failure */  

  36.                                 nr_failed++;  

  37.                                 break;  

  38.                         }      

  39.                 }      

  40.         }      

  41.         rc = 0;  

  42. …  

  43. }   
其中的unmap_and_move()函数较为关键,它定义在mm/migrate.c中


  1. /* 

  2.  * Obtain the lock on page, remove all ptes and migrate the page 

  3.  * to the newly allocated page in newpage. 

  4.  */  

  5. static int unmap_and_move(new_page_t get_new_page, unsigned long private,  

  6.             struct page *page, int force, bool offlining, bool sync)  

  7. {  

  8.     int rc = 0;  

  9.     int *result = NULL;  

  10.     struct page *newpage = get_new_page(page, private, &result);  

  11.     int remap_swapcache = 1;  

  12.     int charge = 0;  

  13.     struct mem_cgroup *mem = NULL;  

  14.     struct anon_vma *anon_vma = NULL;  

  15.   

  16.     …  

  17.   

  18.     /* charge against new page */  

  19.     charge = mem_cgroup_prepare_migration(page, newpage, &mem);  

  20.     …  

  21.   

  22.     if (PageWriteback(page)) {  

  23.         if (!force || !sync)  

  24.             goto uncharge;  

  25.         wait_on_page_writeback(page);  

  26.     }  

  27.     /* 

  28.      * By try_to_unmap(), page->mapcount goes down to 0 here. In this case, 

  29.      * we cannot notice that anon_vma is freed while we migrates a page. 

  30.      * This get_anon_vma() delays freeing anon_vma pointer until the end 

  31.      * of migration. File cache pages are no problem because of page_lock() 

  32.      * File Caches may use write_page() or lock_page() in migration, then, 

  33.      * just care Anon page here. 

  34.      */  

  35.     if (PageAnon(page)) {  

  36.         /* 

  37.          * Only page_lock_anon_vma() understands the subtleties of 

  38.          * getting a hold on an anon_vma from outside one of its mms. 

  39.          */  

  40.         anon_vma = page_lock_anon_vma(page);  

  41.         if (anon_vma) {  

  42.             /* 

  43.              * Take a reference count on the anon_vma if the 

  44.              * page is mapped so that it is guaranteed to 

  45.              * exist when the page is remapped later 

  46.              */  

  47.             get_anon_vma(anon_vma);  

  48.             page_unlock_anon_vma(anon_vma);  

  49.         } else if (PageSwapCache(page)) {  

  50.             /* 

  51.              * We cannot be sure that the anon_vma of an unmapped 

  52.              * swapcache page is safe to use because we don’t 

  53.              * know in advance if the VMA that this page belonged 

  54.              * to still exists. If the VMA and others sharing the 

  55.              * data have been freed, then the anon_vma could 

  56.              * already be invalid. 

  57.              * 

  58.              * To avoid this possibility, swapcache pages get 

  59.              * migrated but are not remapped when migration 

  60.              * completes 

  61.              */  

  62.             remap_swapcache = 0;  

  63.         } else {  

  64.             goto uncharge;  

  65.         }  

  66.     }  

  67.   

  68.     …  

  69.     /* Establish migration ptes or remove ptes */  

  70.     try_to_unmap(page, TTU_MIGRATION|TTU_IGNORE_MLOCK|TTU_IGNORE_ACCESS);  

  71.   

  72. skip_unmap:  

  73.     if (!page_mapped(page))  

  74.         rc = move_to_new_page(newpage, page, remap_swapcache);  

  75.   

  76.     if (rc && remap_swapcache)  

  77.         remove_migration_ptes(page, page);  

  78.   

  79.     /* Drop an anon_vma reference if we took one */  

  80.     if (anon_vma)  

  81.         drop_anon_vma(anon_vma);  

  82.   

  83. uncharge:  

  84.     if (!charge)  

  85.         mem_cgroup_end_migration(mem, page, newpage, rc == 0);  

  86. unlock:  

  87.     unlock_page(page);  

  88.   

  89. move_newpage:  

  90.     …  

  91. }  
通过unmap_and_move(),老的page就被迁移过去新的page。


接下来要回收page,回收page的作用是,不至于因为拿了连续的内存后,系统变得内存饥饿:


->


  1. /* 

  2.  * Reclaim enough pages to make sure that contiguous allocation 

  3.  * will not starve the system. 

  4.  */  

  5. __reclaim_pages(zone, GFP_HIGHUSER_MOVABLE, end-start);  
->


  1. /* 

  2.  * Trigger memory pressure bump to reclaim some pages in order to be able to 

  3.  * allocate ‘count’ pages in single page units. Does similar work as 

  4.  *__alloc_pages_slowpath() function. 

  5.  */  

  6. static int __reclaim_pages(struct zone *zone, gfp_t gfp_mask, int count)  

  7. {  

  8.         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(gfp_mask);  

  9.         struct zonelist *zonelist = node_zonelist(0, gfp_mask);  

  10.         int did_some_progress = 0;  

  11.         int order = 1;  

  12.         unsigned long watermark;  

  13.   

  14.         /* 

  15.          * Increase level of watermarks to force kswapd do his job 

  16.          * to stabilise at new watermark level. 

  17.          */  

  18.         __update_cma_watermarks(zone, count);  

  19.   

  20.         /* Obey watermarks as if the page was being allocated */  

  21.         watermark = low_wmark_pages(zone) + count;  

  22.         while (!zone_watermark_ok(zone, 0, watermark, 0, 0)) {  

  23.                 wake_all_kswapd(order, zonelist, high_zoneidx, zone_idx(zone));  

  24.   

  25.                 did_some_progress = __perform_reclaim(gfp_mask, order, zonelist,  

  26.                                                       NULL);  

  27.                 if (!did_some_progress) {  

  28.                         /* Exhausted what can be done so it’s blamo time */  

  29.                         out_of_memory(zonelist, gfp_mask, order, NULL);  

  30.                 }  

  31.         }  

  32.   

  33.         /* Restore original watermark levels. */  

  34.         __update_cma_watermarks(zone, -count);  

  35.   

  36.         return count;  

  37. }  
释放连续内存内存释放的时候也比较简单,直接就是:


arch/arm/mm/dma-mapping.c:


  1. void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t handle)  
->


arch/arm/mm/dma-mapping.c:


  1. static void __free_from_contiguous(struct device *dev, struct page *page,  

  2.                                    size_t size)  

  3. {  

  4.         __dma_remap(page, size, pgprot_kernel);  

  5.         dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT);  

  6. }  
->


  1. bool dma_release_from_contiguous(struct device *dev, struct page *pages,  

  2.                                  int count)  

  3. {  

  4.         …  

  5.         free_contig_range(pfn, count);  

  6.         ..  

  7.   

  8. }  


  1. void free_contig_range(unsigned long pfn, unsigned nr_pages)  

  2. {         

  3.         for (; nr_pages–; ++pfn)  

  4.                 __free_page(pfn_to_page(pfn));  

  5. }    
将page交还给buddy。




内核内存分配的migratetype

内核内存分配的时候,带的标志是GFP_,但是GFP_可以转化为migratetype:


  1. static inline int allocflags_to_migratetype(gfp_t gfp_flags)  

  2. {  

  3.         WARN_ON((gfp_flags & GFP_MOVABLE_MASK) == GFP_MOVABLE_MASK);  

  4.   

  5.         if (unlikely(page_group_by_mobility_disabled))  

  6.                 return MIGRATE_UNMOVABLE;  

  7.   

  8.         /* Group based on mobility */  

  9.         return (((gfp_flags & __GFP_MOVABLE) != 0) << 1) |  

  10.                 ((gfp_flags & __GFP_RECLAIMABLE) != 0);   

  11. }  
之后申请内存的时候,会对比迁移类型匹配的free_list:


  1. page = get_page_from_freelist(gfp_mask|__GFP_HARDWALL, nodemask, order,  

  2.                 zonelist, high_zoneidx, ALLOC_WMARK_LOW|ALLOC_CPUSET,  

  3.                 preferred_zone, migratetype);  


另外,笔者也编写了一个测试程序,透过它随时测试CMA的功能:


  1. /* 

  2.  * kernel module helper for testing CMA 

  3.  * 

  4.  * Licensed under GPLv2 or later. 

  5.  */  

  6.   

  7. #include <linux/module.h>   

  8. #include <linux/device.h>   

  9. #include <linux/fs.h>   

  10. #include <linux/miscdevice.h>   

  11. #include <linux/dma-mapping.h>   

  12.   

  13. #define CMA_NUM  10   

  14. static struct device *cma_dev;  

  15. static dma_addr_t dma_phys[CMA_NUM];  

  16. static void *dma_virt[CMA_NUM];  

  17.   

  18. /* any read request will free coherent memory, eg. 

  19.  * cat /dev/cma_test 

  20.  */  

  21. static ssize_t  

  22. cma_test_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)  

  23. {  

  24.     int i;  

  25.   

  26.     for (i = 0; i < CMA_NUM; i++) {  

  27.         if (dma_virt[i]) {  

  28.             dma_free_coherent(cma_dev, (i + 1) * SZ_1M, dma_virt[i], dma_phys[i]);  

  29.             _dev_info(cma_dev, “free virt: %p phys: %p\n”, dma_virt[i], (void *)dma_phys[i]);  

  30.             dma_virt[i] = NULL;  

  31.             break;  

  32.         }  

  33.     }  

  34.     return 0;  

  35. }  

  36.   

  37. /* 

  38.  * any write request will alloc coherent memory, eg. 

  39.  * echo 0 > /dev/cma_test 

  40.  */  

  41. static ssize_t  

  42. cma_test_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *ppos)  

  43. {  

  44.     int i;  

  45.     int ret;  

  46.   

  47.     for (i = 0; i < CMA_NUM; i++) {  

  48.         if (!dma_virt[i]) {  

  49.             dma_virt[i] = dma_alloc_coherent(cma_dev, (i + 1) * SZ_1M, &dma_phys[i], GFP_KERNEL);  

  50.   

  51.             if (dma_virt[i]) {  

  52.                 void *p;  

  53.                 /* touch every page in the allocated memory */  

  54.                 for (p = dma_virt[i]; p <  dma_virt[i] + (i + 1) * SZ_1M; p += PAGE_SIZE)  

  55.                     *(u32 *)p = 0;  

  56.   

  57.                 _dev_info(cma_dev, “alloc virt: %p phys: %p\n”, dma_virt[i], (void *)dma_phys[i]);  

  58.             } else {  

  59.                 dev_err(cma_dev, “no mem in CMA area\n”);  

  60.                 ret = -ENOMEM;  

  61.             }  

  62.             break;  

  63.         }  

  64.     }  

  65.   

  66.     return count;  

  67. }  

  68.   

  69. static const struct file_operations cma_test_fops = {  

  70.     .owner =    THIS_MODULE,  

  71.     .read  =    cma_test_read,  

  72.     .write =    cma_test_write,  

  73. };  

  74.   

  75. static struct miscdevice cma_test_misc = {  

  76.     .name = “cma_test”,  

  77.     .fops = &cma_test_fops,  

  78. };  

  79.   

  80. static int __init cma_test_init(void)  

  81. {  

  82.     int ret = 0;  

  83.   

  84.     ret = misc_register(&cma_test_misc);  

  85.     if (unlikely(ret)) {  

  86.         pr_err(“failed to register cma test misc device!\n”);  

  87.         return ret;  

  88.     }  

  89.     cma_dev = cma_test_misc.this_device;  

  90.     cma_dev->coherent_dma_mask = ~0;  

  91.     _dev_info(cma_dev, “registered.\n”);  

  92.   

  93.     return ret;  

  94. }  

  95. module_init(cma_test_init);  

  96.   

  97. static void __exit cma_test_exit(void)  

  98. {  

  99.     misc_deregister(&cma_test_misc);  

  100. }  

  101. module_exit(cma_test_exit);  

  102.   

  103. MODULE_LICENSE(“GPL”);  

  104. MODULE_AUTHOR(“Barry Song <21cnbao@gmail.com>”);  

  105. MODULE_DESCRIPTION(“kernel module to help the test of CMA”);  

  106. MODULE_ALIAS(“CMA test”);  
申请内存:


  1. # echo 0 > /dev/cma_test  
释放内存:


  1. # cat /dev/cma_test  

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转载请注明出处:服务器评测 » Linux内核最新的连续内存分配器(CMA)——避免预留大块内存
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