来自用户空间的连续物理内存

Question

有没有办法在linux中从用户空间分配连续的物理内存？ 至少有几个保证连续的内存页面。 一个巨大的页面不是答案。

Answer 1

不，那里没有。 您确实需要从内核空间执行此操作。

如果你说“我们需要从用户空间做这件事”——在内核空间没有任何事情发生，那就没什么意义了——因为用户空间程序无法控制甚至不知道底层内存是否是连续的。

您需要这样做的唯一原因 - 是如果您正在与需要此要求的硬件或其他一些低级（即内核）服务结合工作。 再说一次，你必须在那个级别处理它。

所以答案不仅仅是“你不能”——而是“你永远不需要”。

我已经编写了这样的内存管理器，确实允许我这样做 - 但它总是因为内核级别的一些潜在问题，必须在内核级别解决。 通常是因为总线上的其他一些代理（PCI 卡、BIOS 甚至另一台通过 RDMA 接口的计算机）具有物理连续内存要求。 同样，所有这些都必须在内核空间中解决。

当您谈论“缓存行”时 - 您无需担心。 您可以放心，您的用户存储空间的每一页是连续的，并且每一页比高速缓存行（无论你在说什么架构）大得多。

Answer 2

是的，如果您只需要几页，这确实是可能的。

文件/proc/[pid]/pagemap现在允许程序检查其虚拟内存到物理内存的映射。

虽然您无法显式修改映射，但您可以只分配一个虚拟页面，通过调用mlock将其锁定到内存中，通过查找/proc/self/pagemap记录其物理地址，然后重复直到恰好获得足够的块相互接触以创建足够大的连续块。 然后解锁并释放多余的块。

它是骇人听闻的，笨重的并且可能很慢，但值得一试。 另一方面，这很可能不是您真正需要的。

Answer 3

DPDK 库的内存分配器使用@Wallacoloo 描述的方法。 eal_memory.c 。 该代码是 BSD 许可的。

Answer 4

如果特定设备驱动程序导出物理连续的 dma 缓冲区，则用户空间可以通过 dma buf apis 访问，因此用户任务可以访问但不能直接分配

这是因为物理上连续的约束不是来自用户应用程序，而是来自设备，所以只有设备驱动程序应该关心。