LinuxKernel内存如何分配?
LinuxKernel内存如何分配?
这周BSP那边碰到一个蛮严重的issue: 循环放电影,v4l2 output driver的 dma_alloc很容易就失败,kernel panic,dump出当前buddy系统的状态。 初步分析是由于内存fragment导致没有足够大的连续内存分配给v4l output driver。
开始debug 首先通过/proc/buddyinfo 在播放电影时候不间断的dump buddy状态,发现大块内存块:256K - 4MB block减少的很迅速,1-2小时后,buddy中就不存在大块连续内存。这证明了初步分析是正确的,但是还不知道是谁导致了fragment,是应用层,还是v4l2 driver本身? 接下来添加一个NORMAL zone(arm体系中就DMA一个zone,所以application和dma都使用一个buddy系统),让普通内存分配和dma隔开。
继续测试,发现dma zone中的内存块状态在最初很正常,但NORMAL zone的内存却在急剧减少,最终NORMAL zone已经没有足够内存给application,kernel转而向DMA zone申请,最终issue重现。 现在问题很清楚了,application发生内存leak,很严重的leak。
但是dma_alloc这边会没有问题马? Fred在看了我描述的问题后,指出了dma_alloc中算法的一些问题:当向buddy申请完足够size的2^的内存块后,该函数会释放在申请块中多余的page,加速了fragment。后来我们做了一个实验,将dma_alloc里的释放多余页的功能去掉,fragment的速度大大减缓。
经过上周对这个issue的研究,我开始重新总结kernel里对内存分配的方式和方法,总结如下: 页分配 unsigned long __get_free_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order) 直接从buddy系统中获得原始页。
最原始的分配方式。 slab分配器 1。 通用 cache void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags) kmalloc 基于以下几种size的mem cache:32, 64, 128, 256, 512, 1,024, 2,048, 4,096, 8,192, 16,384, 32,768, 65,536 和 131,072 bytes。
其本质也是调用kmem_cache_alloc来分配 object。所以kmalloc一次最大可分配的size为128KB。kmalloc分配速度很快,在分配时需注意gfp flag 参数:在不interrupt上下文(ISR, softirq, tasklet)及不可睡眠上下文使用GFP_ATOMIC。
内核还增加了内存清零的分配函数:kzalloc。 2。 专用 cache kmem_cache_create() void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags) 如果你需要频繁的分配和释放某个结构,建议不要采用kmalloc,而是自己在slab系统中创建memory cache。
指定该结构的object size。分配时使用kmem_cache_alloc。同样的slab object大小也有限制,一般情况 下一个MAX_OBJ_ORDER是5,也就是32个页,128KB。 非连续内存分配 void *vmalloc(unsigned long size) 超过128KB的内存显然不能使用slab分配,并且当申请的连续内存大小不能在buddy系统中得到满足,那么 就需要使用vmalloc。
vmalloc为了把物理的非连续页一个个映射,从而导致比直接内存映射大的多的 后援缓冲区抖动。除非需要特别大的内存,否则尽量不要使用vmalloc。 基于DMA 分配 void * dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *handle, gfp_t gfp) 在某些arch中,可以使用dma_alloc_coherent来分配DMA专用内存。
列入在arch/arm/mm/consistent。c 中,该函数先分配最小可满足size的2^order内存,然后释放2^order-size多余的页给buddy。而arch/i386/ kernel/pci-dma。c中,则直接分配2^order块内存。
直接映射分配 ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size) int remap_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot) 在某些体系结构中,我们可以保留memory map段上的某一个区域,作为dma或其他设备的专有内存。
这段内存并不在kernel buddy的控制之下(没有被放入mem_maps),你也无法从以上几种分配方式中得到 这些内存。这个时候,你可以用ioremap和remap_pfn_range将这段内存直接映射到vm上。
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问:深度技术 Windows 7 快速安装版 V2015(64位) 下载好在电脑 如...
答:硬盘安装(适合无光驱或者不想浪费光盘的用户,但是需要你有一个可以使用的Windows系统) 请提取ISO中的“WINXPSP3.GHO”和“GHO镜像安装器.E...详情>>
答:网卡驱动安装下 本地连接有吗详情>>