Linux CMA：最佳的内存管理解决方案（linuxcma）

Linux CMA（内存管理改进）是Linux内核中的一项重要技术，它可以帮助系统管理内存，有效消除主机物理内存的回收和分配的高延迟，以提高系统性能和可用性。它实现了动态空间划分（DMA），可以分配整个主机内存，直接提供给DMA设备，而无需由操作系统控制来消除分配阻塞。

CMA技术在Linux内核2.6中受到欢迎，并在4.0及更高版本中得到了大量改进和修复。它支持所有类型的设备，包括虚拟、映射到用户空间的内存，以及具有完整抽象级别的设备。CMA提供了一种便利的内核函数，可以指定CMA内存的特定大小，而无需依赖操作系统的内存器当前的内存配置，该函数可以为特定设备提供可靠而精确的内存分配。

对于对空间有严格限制的设备来说，CMA也提供了解决方案。此外，该技术还能够改善虚拟内存的管理，从而减少碎片，降低垃圾回收的延迟等。在嵌入式系统中，CMA技术可以成为模块性能的开关，以实现最佳的设备性能。

以下代码以及命令用来实现CMA：

用户空间：

-(void) enableCMA {

int result = 0;

/* 使用ioctl系统调用来触发CMA */

result = ioctl(fd, IOCTL_ENABLE_CMA);

if (result == -1) {

fprintf(stderr, “ioctl failed\n”);

}

/* 使用mmap系统调用来获取CMA映射的缓冲区 */

void *addr = mmap(NULL, NUM_BYTES, PROT_READ | PROT_WRITE,

MAP_SHARED | MAP_CMA, fd, 0);

if (addr == MAP_FAILED) {

fprintf(stderr, “mmap failed\n”);

}

}

内核空间：

/*触发CMA时，在内核空间调用的函数 */

long enable_cma(struct device *dev)

{

struct page *page;

/* 内核函数用来获取包含要分配页的节点指针*/

page = dma_alloc_contiguous(dev, NUM_PAGES);

if !page

return -ENOMEM;

/* 内核函数用来将页映射到指定的虚拟地址并返回该虚拟地址*/

return map_pages(page, NUM_PAGES);

}

Linux CMA有助于提高系统性能，在大型系统中特别有用，它可以直接分配给设备可以提高性能和减少内存的碎片，而无需依赖操作系统的内存配置。因此，CMA可以说是最佳的内存管理解决方案。