在Linux设备驱动中,kzalloc
和 dma_map_single
是两个常用的内存分配和映射函数。kzalloc
用于分配并初始化内存,而 dma_map_single
则用于将内存映射到 DMA(直接内存访问)地址空间,以便可以被硬件访问。
以下是使用这两个函数的一个简单示例:
示例代码
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/slab.h> // for kzalloc
#include <linux/dma-mapping.h> // for dma_map_single and dma_unmap_single
#include <linux/device.h> // for struct device
#include <linux/platform_device.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
struct my_device {
struct device *dev;
void *cpu_buffer; // CPU可访问的缓冲区
dma_addr_t dma_handle; // DMA地址
};
static int my_driver_probe(struct platform_device *pdev) {
struct my_device *my_dev;
// 分配结构体内存
my_dev = kzalloc(sizeof(*my_dev), GFP_KERNEL);
if (!my_dev) {
dev_err(&pdev->dev, "Failed to allocate memory for device\n");
return -ENOMEM;
}
my_dev->dev = &pdev->dev;
// 使用kzalloc分配DMA缓冲区
my_dev->cpu_buffer = kzalloc(BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL);
if (!my_dev->cpu_buffer) {
dev_err(my_dev->dev, "Failed to allocate DMA buffer\n");
kfree(my_dev); // 释放之前分配的结构体内存
return -ENOMEM;
}
// 映射CPU缓冲区到DMA地址空间
my_dev->dma_handle = dma_map_single(my_dev->dev, my_dev->cpu_buffer,
BUFFER_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
if (dma_mapping_error(my_dev->dev, my_dev->dma_handle)) {
dev_err(my_dev->dev, "DMA mapping error\n");
kfree(my_dev->cpu_buffer); // 释放CPU缓冲区
kfree(my_dev); // 释放设备结构体内存
return -EIO;
}
dev_info(my_dev->dev, "Successfully allocated and mapped DMA buffer\n");
/*
* 在这里可以使用my_dev->cpu_buffer来进行数据操作,然后再使用它进行DMA传输。
*/
/* 模拟DMA操作完成后需要解除映射 */
cleanup:
if (my_dev) {
if (my_dev->cpu_buffer)
dma_unmap_single(my_dev->dev, my_dev->dma_handle,
BUFFER_SIZE, DMA_TO_DEVICE);
kfree(my_dev); // 清理资源,释放结构体内存。
}
return 0;
}
static int my_driver_remove(struct platform_device *pdev) {
return 0;
}
static const struct of_device_id my_of_match[] = {
{ .compatible = "myvendor,mydevice", },
{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_of_match);
static struct platform_driver my_driver = {
.probe = my_driver_probe,
.remove = my_driver_remove,
.driver = {
.name = "my_driver",
.of_match_table = of_match_ptr(my_of_match),
.owner = THIS_MODULE,
},
};
module_platform_driver(my_driver);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple example using kzalloc and dma_map_single.");
示例说明
kzalloc:用于分配和清零一块内存。在这个示例中,我们为设备驱动分配了一个
my_device
的实例,并且还为一个 DMA 缓冲区分配了BUFFER_SIZE
字节的内存。dma_map_single:将 CPU 可访问的缓冲区映射到适合 DMA 操作的物理地址。该函数返回一个对应的物理地址,这个地址可以供硬件进行读写。
错误处理:如果在任何步骤中发生错误(如内存不足或映射失败),我们会相应地记录错误信息并清理之前分配的资源。
资源清理:当不再需要时,应解除 DMA 映射,并释放所占用的内存,以避免泄漏。
注意事项
- 确保在执行完所有DMA操作后调用
dma_unmap_single()
来解除映射。 - 使用
GFP_KERNEL
标志在上下文中请求普通可阻塞内存。如果你处于中断上下文,可以选择其他标志,例如GFP_ATOMIC
。 - 在实际代码中,确保增加必要的同步机制,以防止在多个上下文之间共享数据时出现竞态条件。
内容由零声教学AI助手提供,问题来源于学员提问