linux-kernel - 如何通过 get_page() 为 mmap 手动引用 'free' 页？

Question

我将多个物理上不连续的内存缓冲区映射到单个线性用户空间地址。我使用 vm_insert_page() 和 get_page()。我需要在所有分配的页面上使用 get_page() 因为只有给定缓冲区的第一页的引用计数 > 0 并且 vm_insert_page() 需要引用计数 > 0。
据说(根据网上的一些帖子)如果不再需要，我必须通过调用 get_page() 来“释放”我增加引用计数的页面。但是，我不太确定如何“释放”页面。我是否需要跟踪 get_page() 返回的每个页面结构，然后在取消映射期间调用相应的 API 以释放页面？看起来操作系统不会自动为我做这件事。也就是说，在用户进程存在后，页面上的引用计数保持不变，并在用户空间的下一个 mmap 上再次增加。

我的伪代码是这样的:
使用对 pci_alloc_consistent() 的调用分配多个 phys 非连续内存缓冲区
对于上面分配的所有缓冲区中的所有 4K block
使用 virt_to_page(phys_chunk_addr) 创建一个页面结构
//这是必需的，因为只有 phys 缓冲区的第一页
//将有 vm_insert_page() 需要的引用计数 > 0!
通过调用 get_page() 增加页面引用计数
使用 vm_insert_page() 将页面放入 vma

感谢您的任何建议/指示。
担。

Answer 1

DMA 一致性内存可能需要特定于体系结构的缓存标志，因此您不能简单地将其映射到用户空间。
pci_alloc_consistent已弃用。
要映射单个连续内存块，请使用 dma_alloc_coherent和 dma_mmap_coherent .

如果你不太关心便携性，你可以避免使用 dma_alloc_coherent完全使用单个页面代替:

用 alloc_page 分配一堆页面(对于 PCI，您通常需要 GFP_DMA32 )；

使用 dma_map_page 获取每个页面的 DMA 地址;

使用 vm_insert_page 将它们映射到用户空间.

请注意，这不是一致的 DMA 映射，而是流式 DMA 映射。
在 x86 上，这无关紧要，但在许多其他架构上，您必须调用 dma_sync_ * 在适当的时候发挥作用。

有关内核中的此示例，请参阅 drivers/firewire/core-iso.c , core-cdev.c .

如果需要将多个物理上连续的大缓冲区映射到一个几乎连续的区域，则不能使用 dma_mmap_coherent ，所以你必须以艰难的方式做到这一点:

调用 dma_alloc_coherent根据您的需要经常使用；

在您的 mmap实现，只需设置 vm_area_struct->vm_ops ;

在 vm_operations_struct.fault , 调用 virt_to_page , 调用 get_page ，并设置 vm_fault->page到页面。

示例见 sound/core/pcm_native.c .