Linux内核最新的连续内存分配器(CMA)——避免预留大块内存

本文介绍了Linux内核中的Contiguous Memory Allocator (CMA),它解决了嵌入式系统中为GPU、Camera、HDMI等预留大量连续内存的问题。CMA允许在需要时动态分配内存,减少了内存浪费。文章详细讲解了CMA的声明、申请、释放连续内存的流程,并涉及内存分配的migratetype。

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by 宋宝华

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

/** * dma_contiguous_reserve() - reserve area for contiguous memory handling * @limit: End address of the reserved memory (optional, 0 for any). * * This function reserves memory from early allocator. It should be * called by arch specific code once the early allocator (memblock or bootmem) * has been activated and all other subsystems have already allocated/reserved * memory. */ void __init dma_contiguous_reserve(phys_addr_t limit) { unsigned long selected_size = 0; pr_debug("%s(limit %08lx)\n", __func__, (unsigned long)limit); if (size_cmdline != -1) { selected_size = size_cmdline; } else { #ifdef CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MBYTES selected_size = size_bytes; #elif defined(CONFIG_CMA_SIZE_SEL_PERCENTAGE) selected_size = cma_early_percent_memory(); #elif defined(CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MIN) selected_size = min(size_bytes, cma_early_percent_memory()); #elif defined(CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MAX) selected_size = max(size_bytes, cma_early_percent_memory()); #endif } if (selected_size) { pr_debug("%s: reserving %ld MiB for global area\n", __func__, selected_size / SZ_1M); dma_declare_contiguous(NULL, selected_size, 0, limit); } };

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

->

int __init dma_declare_contiguous(struct device *dev, unsigned long size, phys_addr_t base, phys_addr_t limit) { ... /* Reserve memory */ if (base) { if (memblock_is_region_reserved(base, size) || memblock_reserve(base, size) < 0) { base = -EBUSY; goto err; } } else { /* * Use __memblock_alloc_base() since * memblock_alloc_base() panic()s. */ phys_addr_t addr = __memblock_alloc_base(size, alignment, limit); if (!addr) { base = -ENOMEM; goto err; } else if (addr + size > ~(unsigned long)0) { memblock_free(addr, size); base = -EINVAL; base = -EINVAL; goto err; } else { base = addr; } } /* * Each reserved area must be initialised later, when more kernel * subsystems (like slab allocator) are available. */ r->start = base; r->size = size; r->dev = dev; cma_reserved_count++; pr_info("CMA: reserved %ld MiB at %08lx\n", size / SZ_1M, (unsigned long)base); /* Architecture specific contiguous memory fixup. */ dma_contiguous_early_fixup(base, size); return 0; err: pr_err("CMA: failed to reserve %ld MiB\n", size / SZ_1M); return base; }

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:

static int __init cma_init_reserved_areas(void) { struct cma_reserved *r = cma_reserved; unsigned i = cma_reserved_count; pr_debug("%s()\n", __func__); for (; i; --i, ++r) { struct cma *cma; cma = cma_create_area(PFN_DOWN(r->start), r->size >> PAGE_SHIFT); if (!IS_ERR(cma)) dev_set_cma_area(r->dev, cma); } return 0; } 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:
在IntelliJ IDEA中使用MyBatis进行MySQL的模糊查询,通常涉及到动态SQL和MyBatis的SQL映射文件(*.xml)以及Mapper接口的编写。以下是基本步骤: 1. **设置XML映射文件**: - 在MyBatis的`mapper`目录下创建一个新的 XML 文件,比如 `UserMapper.xml`。 - 在XML文件中,定义一个查询语句,例如用于模糊查询用户名称,你可以使用 `<select>` 标签并设置其 `resultType` 属性指定结果数据类型的字段。 ```xml <select id="getUserByNickNameLike" parameterType="map" resultType="com.example.User"> SELECT * FROM user WHERE nickname LIKE #{nickname} %; </select> ``` 这里的 `#{nickname}` 是一个占位符,表示传入的查询参数。 2. **编写Mapper接口**: - 创建对应的 Mapper 接口,如 `UserMapper.java`,导入对应实体类 (`com.example.User`) 和 MyBatis 的注解库。 ```java import com.example.User; import org.apache.ibatis.annotations.Select; public interface UserMapper { @Select("SELECT * FROM user WHERE nickname LIKE #{nickname} %") List<User> getUserByNickNameLike(Map<String, String> params); } ``` 3. **使用服务层调用**: - 在你的业务层(service或controller),注入 `UserMapper`,然后调用模糊查询方法,并传递参数。 ```java @Autowired private UserMapper userMapper; Map<String, String> params = new HashMap<>(); params.put("nickname", "%关键字%"); List<User> users = userMapper.getUserByNickNameLike(params); ``` 4. **传递参数**: - 参数 `params` 中的 "关键字" 将会被替换为实际的查询字符串。例如,如果传入 "abc",会查找到所有名字以 "abc" 开头的用户。 **相关问题--:** 1. 我如何自定义MyBatis的模糊匹配模式? 2. 使用MyBatis的`LIKE`查询是否会影响性能?如何优化? 3. 如果需要同时模糊查询多个字段,应该如何修改上述代码?
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