内核内存管理与设备DMA配置实战

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内存管理全景

物理内存与虚拟内存 · MMU与页表 · 内核空间与用户空间划分

伙伴系统原理 · gfp_mask标志 · alloc_pages与free_pages

伙伴系统GFP

slab/slub/slob对比 · kmalloc与kfree · 内存池mempool

vmalloc与ioremap

vmalloc区域布局 · vmap与vunmap · ioremap映射设备内存

内存描述符

mm_struct结构 · vm_area_struct · 红黑树管理VMA

缺页异常处理

do_page_fault流程 · 匿名页与文件页 · 写时复制COW

Kmalloc内核API

kmalloc家族 · kzalloc/kcalloc/krealloc · GFP标志实战

DMA基础概念

DMA控制器工作原理 · 总线主控与从控 · DMA传输类型

DMA引擎框架

dmaengine子系统 · dma_device与dma_chan · dma_slave_config

dmaengine框架

dma_map_single/unmap · dma_alloc_coherent · 流式与一致性DMA

dma_async_tx_descriptor · tx_submit与issue_pending · 回调机制

描述符回调

DMA设备树配置

dts中dma节点 · dma-ranges属性 · dma-coherent标志

DMA控制器驱动

xilinx_dma为例 · probe流程 · 中断处理

scatterlist结构 · dma_map_sg · SG模式下的DMA传输

IOMMU原理 · SMMU驱动框架 · iommu_map/unmap

CMA连续内存分配器

CMA区域配置 · cma_alloc/cma_release · 与DMA结合

CMA连续内存

内存回收机制

LRU链表 · kswapd内核线程 · 页面换出与swap

zswap与zram · 内存碎片整理 · compaction机制

HugePage与透明大页

hugetlbfs · THP原理 · 大页与DMA

内存热插拔

memory hotplug · online/offline · 内存节点管理

热插拔hotplug

DMA缓冲区管理

dma_buf框架 · buffer sharing · ion与dmabuf

DMA与Cache一致性

cache line bouncing · dma_sync_single_for_cpu/device · 非一致性架构

DMA池化技术

dma_pool_create/dma_pool_alloc · 固定大小DMA缓冲区

内存池dma_pool

DMA延迟与性能

DMA延迟来源 · prefetch与write combining · 性能调优

内存错误检测

KASAN · kmemleak · slab debug

内存压力测试

memtester · stress-ng · 自定义DMA压力测试

压力测试memtester

DMA在网卡驱动中的应用

igb/ixgbe为例 · RX/TX ring与DMA

DMA在存储驱动中的应用

NVMe驱动 · PRP与SGL · CQ与SQ

DMA在GPU驱动中的应用

GEM与TTM · GPU显存管理 · p2p DMA

编写DMA字符设备驱动 · 用户态测试程序 · 性能分析

实战字符驱动