Linux x86_64/arm 分配大块物理连续内存

最新推荐文章于 2025-01-02 20:54:20 发布

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分类专栏：内核子系统 kernel 文章标签： x86 dma cma 大块内存物理连续内存

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mingtianwoyueni/article/details/79995970

在Linux环境下，为x86_64平台的PCIe设备驱动程序分配128M物理连续内存作为DMA缓冲区。由于伙伴系统限制，采用cma机制来实现大块内存分配。文章介绍了如何配置内核、修改启动参数以及通过dma_alloc_coherent()函数进行内存分配。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Linux x86/arm 分配大块物理连续内存

实现一个PCIe设备驱动，需要分配几个128M的物理连续内存作为DMA的缓冲区，受制于伙伴系统最多分配4M，所以需要使用到cma机制，来分配大块的物理连续内存实现通过DMA搬运数据：

硬件平台：x86_64
软件平台：CentOs7.4 linux-3.10.0

linux在x86下支持cma

根据网上的资料看，cma目前应该只能支持x86或者ARM平台，在x86下linux的cma是和swiotlb有关系的，swiotlb是使能的（enable），这种情况下cma是不使能的（disable），所以cma在x86_64下也是不使能的，这是因为swiotlb总是使能的，为了同时使能swiotlb和cma，为内核打补丁：

diff --git a/arch/x86/Kconfig b/arch/x86/Kconfig
index 0952ecd..1b6275d 100644
--- a/arch/x86/Kconfig
+++ b/arch/x86/Kconfig
@@ -40,7 +40,7 @@ config X86
    select ARCH_WANT_OPTIONAL_GPIOLIB
    select ARCH_WANT_FRAME_POINTERS
    select HAVE_DMA_ATTRS
-   select HAVE_DMA_CONTIGUOUS if !SWIOTLB
+   select HAVE_DMA_CONTIGUOUS
    select HAVE_KRETPROBES
    select HAVE_OPTPROBES
    select HAVE_KPROBES_ON_FTRACE
diff --git a/arch/x86/include/asm/swiotlb.h b/arch/x86/include/asm/swiotlb.h
index 977f176..ab05d73 100644
--- a/arch/x86/include/asm/swiotlb.h
+++ b/arch/x86/include/asm/swiotlb.h
@@ -29,4 +29,11 @@ static inline void pci_swiotlb_late_init(void)

 static inline void dma_mark_clean(void *addr, size_t size) {}

+extern void *x86_swiotlb_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
+                   dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flags,
+                   struct dma_attrs *attrs);
+extern void x86_swiotlb_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
+                   void *vaddr, dma_addr_t dma_addr,
+                   struct dma_attrs *attrs);
+
 #endif /* _ASM_X86_SWIOTLB_H */
diff --git a/arch/x86/kernel/amd_gart_64.c b/arch/x86/kernel/amd_gart_64.c
index b574b29..8e3842f 100644
--- a/arch/x86/kernel/amd_gart_64.c
+++ b/arch/x86/kernel/amd_gart_64.c
@@ -512,7 +512,7 @@ gart_fr