dma_alloc_coherent 申请内存用法和问题总结

文章目录

1、dma_alloc_coherent用法
2、问题
3、解决方法
- 方法一，走CMA空间配置
- - 3.1 内核配置``CONFIG_CMA``
  - 3.2 修改cma起始地址
  - 3.3 设置cma空间（大小和地址等）
  - - 3.3.1 内核配置
    - 3.3.2 cmdline配置
    - 3.3.3 dts配置
- 方法二，修改内核代码
参考

1、dma_alloc_coherent用法

通过dma_alloc_coherent接口可以申请连续的大块内存。

dma_addr_t dma_handle;
cpu_addr = dma_alloc_coherent(dev, size, &dma_handle, gfp);

入参：

dev: ``struct device *``,可设为NULL
size:  想要申请的内存长度，单位为bytes
gfp:   分配内存时的标志位，如GFP_KERNEL等，在此不多介绍

出参

cpu_addr:   内存虚拟其实地址
dma_handle: 实际物理地址

2、问题

使用这个接口最大只能申请到4M的内存，申请超过4M时，报swiotlb buffer is full (sz: 16777216 bytes)错误。

3、解决方法

方法一，走CMA空间配置

3.1 内核配置`CONFIG_CMA`

在内核配置CONFIG_CMA=y，dma分配默认会走cma，空间会大点。
cat /proc/meminfo |grep Cma 可查看设备上cma空间大小。

3.2 修改cma起始地址

按照3.1设置后，有时仍然报swiotlb错误.
参考一个大佬的回答，总结如下：
检查内核打印，给cma分配的地址是否在4G以上，dma_allocat_coherent() 要求地址低于掩码[(0x1 << 32)-1] = 0xFFFFFFFF。如果地址大于这个，它将回退到 swiotlb 缓冲区。
因此需要指定cma空间分配的地址，方法见3.3

3.3 设置cma空间（大小和地址等）

3.3.1 内核配置

配置CONFIG_CMA=y后，cma空间应默认为64M.
如果需要修改，先配置CONFIG_DMA_CMA=y打开DMA Contiguous Memory Allocator, 再配置CONFIG_CMA_SIZE_MBYTES大小就行。
相关配置：


CONFIG_DMA_CMA
CONFIG_CMA_AREAS	配置 CMA 分配器区域数
CONFIG_CMA_SIZE_MBYTES	配置 CMA 的大小
CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MBYTES	按 MB 配置 CMA 区域大小
CONFIG_CMA_SIZE_SEL_PERCENTAGE	按物理内存的百分比配置 CMA 区域大小
CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MIN	优先选择最小的 CMA 体积
CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MAX	优先选择最大的 CMA 体积
CONFIG_CMA_ALIGNMENT CMA	对齐大小

优点:
配置简单便捷。
缺点:
不能指定cma区域的地址。

3.3.2 cmdline配置

可通过cmdline配置cma空间属性。用法说明：

cma=nn[MG]@[start[MG][-end[MG]]][ARM,X86,KNL]Sets the size of kernel global memory area forcontiguous memory allocations and optionally theplacement constraint by the physical address range ofmemory allocations. A value of 0 disables CMAaltogether. For more information, seeinclude/linux/dma-contiguous.h

例如：

cma=128M                    /* 设置一个128M的cma空间 */
cma=128M@0x8000000          /* 设置一个128M的cma空间并指定起始地址为0x8000000 */
cma=256M@0-4G               /* 在0-4G范围内设置一个256M的cma空间 */

cma=256M@0-4G 可解决上述dma_allocat_coherent要求地址在0~4G范围内的问题。
优点：
可配置大小，也可指定地址。
可通过uboot传参，也可内核指定CMDLINE。

3.3.3 dts配置

在dts中添加cma节点，可指定cma大小和空间。

方法二，修改内核代码

4M这个限制是本身应该是分的普通内存的限制，例如把配置加一个CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER=16把最大限制改成128M也能解决。

  23 /* Free memory management - zoned buddy allocator.  */24 #ifndef CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER25 #define MAX_ORDER 1126 #else27 #define MAX_ORDER CONFIG_FORCE_MAX_ZONEORDER28 #endif29 #define MAX_ORDER_NR_PAGES (1 << (MAX_ORDER - 1))
"./include/linux/mmzone.h"

参考

For the problem when using swiotlb
dma_alloc_coherent failed on x86_64 but works on i686