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内核驱动内存管理：kmalloc与DMA缓冲区

共计 30 章节

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内存管理概述

Linux内核内存管理层次结构 · 物理内存与虚拟内存 · 内存分配器简介

内存管理概述Linux

alloc_pages与__get_… · 页分配标志GFP_KERNEL与GF…

页分配器alloc

kmalloc函数原型 · 内存分配大小限制 · 从slab分配器分配内存

kmalloc函数原型

kmalloc标志位

GFP_KERNEL · GFP_ATOMIC · GFP_DMA

kmalloc标志位

kmalloc与kfree

内存分配与释放配对 · 内存泄漏检测 · kmemleak工具使用

slab分配器原理

slab · slub · slob三种分配器对比

slab分配器原理

kmem_cache_create

创建专用slab缓存 · 分配与释放专用缓存对象

vmalloc与kmalloc对比

vmalloc使用场景 · 虚拟地址连续性与物理地址连续性

内存碎片化

外部碎片与内部碎片 · 伙伴系统与slab如何缓解碎片

内存碎片化外部碎片

DMA基础概念

DMA工作原理 · DMA控制器 · 总线主控与从属模式

DMA基础概念

DMA缓冲区要求

物理地址连续性 · 对齐要求 · 不可缓存属性

DMA缓冲区要求

从ZONE_DMA区域分配内存 · DMA区域大小与限制

dma_alloc_coherent

一致性DMA缓冲区分配 · 返回CPU虚拟地址与DMA总线地址

dma_map_single与dma_unmap_single

流式DMA映射 · 同步操作与性能优化

dma_pool_create与dm… · 固定大小DMA缓冲区管理

scatterlist结构体 · dma_map_sg与dma_unm… · 分散/聚集DMA

DMA_TO_DEVICE · DMA_FROM_DEVICE · DMA_BIDIRECTIONAL

wmb/rmb/mb与dma_wmb… · 保证内存序

IOMMU工作原理 · 设备地址翻译 · 绕过IOMMU的场景

CMA（连续内存分配器）

CMA区域配置 · cma_alloc与cma_rele… · 与DMA结合

CMA连续内存分配器

内存压力与回收

kswapd与OOM killer · 内存回收对DMA缓冲区的影响

内存压力回收

mempool_create与mem… · 紧急备用内存机制

内存池mempool

kmalloc与DMA结合实践

编写一个简单的字符设备驱动 · 使用kmalloc分配DMA缓冲区

dmaengine_slave_co… · dmaengine_prep_sla… · 异步DMA传输

调试DMA问题

使用dma-debug · 检查地址对齐 · 检测双重释放

内存屏障与DMA一致性

一致性缓存与非一致性缓存 · cache coherency协议

DMA内存屏障

大页内存与DMA

HugeTLB与透明大页 · 大页对DMA映射的影响

DMA大页内存

设备树与DMA

设备树中dma-ranges · dma-coherent属性解析

预分配DMA缓冲区 · 使用内存池减少分配开销 · 批量映射

性能优化DMA

编写一个完整的PCIe网卡驱动 · 实现kmalloc与DMA缓冲区管理

综合实战PCIe