Rockchip Linux CMA开发文档

文件标识：RK-GL-YF-117

发布版本：V1.0.0

日期：2020-10-18

文件密级：□绝密 □秘密 □内部资料 ■公开

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前言

概述

本文提供一个标准模板供套用。后续模板以此份文档为基础改动。

产品版本

芯片名称	内核版本
RK3399, RK3288, RK3368, RV1126	Linux-4.4, Linux-4.19

读者对象

本文档（本指南）主要适用于以下工程师：

技术支持工程师

软件开发工程师

修订记录

版本号	作者	修改日期	修改说明
V1.0.0	许剑群	2020-10-18	初始版本

[TOC]

内存预留的分配方法

分配方法一: 通过menuconfig预留16MByte

CONFIG_DMA_CMA=y CONFIG_CMA_SIZE_MBYTES=16 CONFIG_CMA_SIZE_SEL_MBYTES=y

分配方法二: 通过dts的reserved-memory节点

参考Documentation/devicetree/bindings/reserved-memory/reserved-memory.txt技术文档

reserved-memory {
	#address-cells = <1>;
	#size-cells = <1>;
	ranges;

	/* global autoconfigured region for contiguous allocations */
	linux,cma {
		compatible = "shared-dma-pool";
		reusable;
		size = <0x1000000>;
		alignment = <0x2000>;
		linux,cma-default;
	};
};

内存独占的分配方法

上述方法分配到的是系统共享内存块，在多设备多次进行申请释放后，会有碎片化问题。有些外设需要较大的CMA内存块，碎片化会引起外设工作异常，为此需要给设备单独分配内存块

分配方法一: 分配的内存块独立存在, 会被系统借用

reserved-memory {
	#address-cells = <1>;
	#size-cells = <1>;
	ranges;

	cma_region: region@88000000 {
		compatible = "shared-dma-pool";
		reusable;
		reg = <0x88000000 0x1800000>;
	};
};

该方法分配的内存块，可以通过of_reserved_mem_device_init给指定设备用

#include <linux/of_reserved_mem.h>
static inline int of_reserved_mem_device_init(struct device *dev)
{
	return of_reserved_mem_device_init_by_idx(dev, dev->of_node, 0);
}

分配方法二: 分配的内存块memblock

reserved-memory {
	#address-cells = <1>;
	#size-cells = <1>;
	ranges;

	display_reserved: framebuffer@78000000 {
		reg = <0x78000000 0x800000>;
	};
};

可以通过/sys/kernel/debug/memblock/reserved节点查看分配结果

节点展示的memblock范围是经过合并整理的

该方法分配的内存块是没有内核页管理，使用者根据自身需要，去创建page scale list

console:/sys/kernel/debug/cma # cat /sys/kernel/debug/memblock/reserved
	0: 0x60004000..0x60007fff
	1: 0x60100000..0x61404a07
	2: 0x62e00000..0x62eeffff
	3: 0x68300000..0x6830d07f
...

内存预留调试方法

使能CMA_DEBUG

CONFIG_CMA_DEBUGFS=y #打开调试文件节点

CONFIG_CMA_DEBUG=y #打印CMA日志信息

查看调试节点

console:/sys/kernel/debug/cma # ls
cma-region@8800 cma-reserved
console:/sys/kernel/debug/cma/cma-reserved # ls
alloc    bitmap free     order_per_bit      used
base_pfn count  maxchunk

alloc：用于从当前CMA块分配内存，单位：页
bitmap：标记当前CMA块各个页是否被分配，1表示已被申请，0表示未被申请
free：用于当前CMA块释放内存，单位：页
order_per_bit：表示一个BIT所代表的页的阶数
used：当前被申请的页的个数，单位：页
base_pfn：当前CMA块首个页的页帧数
maxchunk：当前CMA块最大连续空闲页的数量，单位：页

开机过程内存预留信息

[    0.000000] Booting Linux on physical CPU 0xf00
[    0.000000] CPU: ARMv7 Processor [410fc075] revision 5 (ARMv7), cr=10c5387d
[    0.000000] CPU: div instructions available: patching division code
[    0.000000] CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache
[    0.000000] OF: fdt: Machine model: Rockchip RK3126 bnd-d708 board
[    0.000000] earlycon: uart8250 at MMIO32 0x20068000 (options '')
[    0.000000] bootconsole [uart8250] enabled
[    0.000000] Memory policy: Data cache writealloc
[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x88000000, size 24 MiB
[    0.000000] OF: reserved mem: initialized node region@88000000, compatible id shared-dma-pool
[    0.000000] cma: Reserved 16 MiB at 0x9f000000
[    0.000000] On node 0 totalpages: 258560
[    0.000000] Normal zone: 1728 pages used for memmap
[    0.000000] Normal zone: 0 pages reserved
[    0.000000] Normal zone: 193024 pages, LIFO batch:63
[    0.000000] HighMem zone: 65536 pages, LIFO batch:15
[    0.000000] psci: probing for conduit method from DT.
[    0.000000] psci: PSCIv65535.65535 detected in firmware.
[    0.000000] psci: Using standard PSCI v0.2 function IDs
[    0.000000] psci: MIGRATE_INFO_TYPE not supported.
[    0.000000] psci: SMC Calling Convention v1.0
[    0.000000] percpu: Embedded 17 pages/cpu s38924 r8192 d22516 u69632
[    0.000000] pcpu-alloc: s38924 r8192 d22516 u69632 alloc=17*4096
[    0.000000] pcpu-alloc: [0] 0 [0] 1 [0] 2 [0] 3
[    0.000000] Built 1 zonelists, mobility grouping on.  Total pages: 256832
[    0.000000] Dentry cache hash table entries: 131072 (order: 7, 524288 bytes)
[    0.000000] Inode-cache hash table entries: 65536 (order: 6, 262144 bytes)
[    0.000000] mem auto-init: stack:off, heap alloc:off, heap free:off
[    0.000000] Memory: 960940K/1034240K available (11264K kernel code, 985K rwdata, 3180K rodata, 1024K init, 2104K bss, 32340K reserved, 40960K cma-reserved, 245024K highmem)
...

第一块CMA分配成功信息

[    0.000000] Reserved memory: created CMA memory pool at 0x88000000, size 24 MiB
[    0.000000] OF: reserved mem: initialized node region@88000000, compatible id shared-dma-pool

第二块CMA分配成功信息（系统默认）

[    0.000000] cma: Reserved 16 MiB at 0x9f000000

内存预留的分配方法​

分配方法一: 通过menuconfig预留16MByte​

分配方法二: 通过dts的reserved-memory节点​

内存独占的分配方法​

分配方法一: 分配的内存块独立存在, 会被系统借用​

分配方法二: 分配的内存块memblock​

内存预留调试方法​

使能CMA_DEBUG​

查看调试节点​

开机过程内存预留信息​