大型 PCIe DMA Linux x86-64

Question

我正在使用高速串行卡从外部源到带有 PCIe 卡的 Linux 机器进行高速数据传输。 PCIe 卡带有一些 3rd 方驱动程序，它们使用 dma_alloc_coherent 来分配 dma 缓冲区以接收数据。 然而，由于 Linux 的限制，这种方法将数据传输限制为 4MB。 我一直在阅读和尝试多种方法来分配一个大的 DMA 缓冲区，但一直无法让一个工作。

这个系统有 32GB 的内存，运行 Red Hat，内核版本为 3.10，我想为连续的 DMA 提供 4GB 的内存。 我知道首选方法是分散/收集，但在我的情况下这是不可能的，因为有一个硬件芯片可以将串行协议转换为我无法控制的 DMA，我唯一可以控制的就是向传入地址（即，从外部系统看到的地址零可以映射到本地总线上的地址 0x700000000）。

由于这是一台一次性的实验室机器，我认为最快/最简单的方法是使用 mem=28GB 启动配置参数。 我的这个工作正常，但是从虚拟空间访问该内存的下一步是我遇到问题的地方。 这是我浓缩为相关组件的代码：

在内核模块中：

size_t len = 0x100000000ULL; // 4GB
size_t phys = 0x700000000ULL; // 28GB
size_t virt = ioremap_nocache( phys, len ); // address not usable via direct reference
size_t bus = (size_t)virt_to_bus( (void*)virt ); // this should be the same as phys for x86-64, shouldn't it?

// OLD WAY
/*size_t len = 0x400000; // 4MB
size_t bus;
size_t virt = dma_alloc_coherent( devHandle, len, &bus, GFP_ATOMIC );
size_t phys = (size_t)virt_to_phys( (void*)virt );*/

在应用程序中：

// Attempt to make a usable virtual pointer
u32 pSize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
void* mapAddr = mmap(0, len+(phys%pSize), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, devHandle, phys-(phys%pSize));
virt = (size_t)mapAddr + (phys%pSize);

// do DMA to 0x700000000 bus address

printf("Value %x\n", *((u32*)virt)); // this is returning zero

另一个有趣的事情是，在执行所有这些操作之前，从 dma_alloc_coherent 返回的物理地址大于系统上的 RAM 量（0x83d000000）。 我认为在 x86 中 RAM 将始终是最低地址，因此我希望地址小于 32GB。

任何帮助，将不胜感激。

Answer 1

不要通过mem限制系统内存量，而是尝试使用 CMA： https : //lwn.net/Articles/486301/

使用 CMA 内核命令行参数可以为保证连续的 DMA 操作保留一定数量的内存。 内核将允许非 DMA 进程访问该内存，但是一旦 DMA 操作需要该内存，非 DMA 进程将被逐出。 因此，我建议不要更改您的mem参数，而是将cma=4G添加到您的 cmdline 中。 dma_alloc_coherent应该自动从该保留空间中提取，但您可以在内核配置中启用 CMA 调试以确保。