Linux 内核中 CMA 分配问题的诊断与解决
2024-03-16 20:41:23
Linux 内核中的 CMA 分配故障排除
引言
连续内存分配器 (CMA) 是 Linux 内核中用于管理物理内存中连续内存区域的组件。当驱动程序或内核子系统需要访问连续物理内存区域时，CMA 发挥着至关重要的作用。然而，有时可能会出现 CMA 分配问题，导致系统不稳定或性能下降。在这篇博文中，我们将深入探讨如何在 Linux 内核中跟踪 CMA 分配，找出问题根源并采取措施解决它们。
识别 CMA 分配
当内核分配 CMA 内存时，它会在 dmesg 日志中打印以下消息：
alloc_contig_range: [x, x) PFNs busy
其中 x 是分配的物理内存帧的起始和结束地址。要过滤 dmesg 输出并仅显示与 CMA 分配相关的消息，请运行以下命令：
dmesg | grep alloc_contig_range
确定调用者
找出哪个驱动程序或进程调用了 cma_alloc 函数并分配了 CMA 内存是诊断 CMA 分配问题的关键步骤。以下方法可以帮助你确定调用者：
kprobe 模块： 使用 kprobe 模块在 cma_alloc 函数上设置一个探针。当函数被调用时，探针将打印调用者的名称和参数。
ftrace： 启用 ftrace 子系统并使用以下命令设置 ftrace 过滤器：
echo function > /sys/kernel/debug/tracing/current_tracer
echo cma_alloc > /sys/kernel/debug/tracing/set_ftrace_filter
然后，触发导致 CMA 分配问题的操作并使用以下命令打印跟踪信息：
cat /sys/kernel/debug/tracing/trace
测量 CMA 使用情况
要衡量一个进程使用的 CMA 内存量，请运行以下命令：
cat /proc/<pid>/numa_maps | grep CMA
这将打印该进程使用的所有 CMA 区域的列表。
减少 CMA 分配问题
一旦确定了导致 CMA 分配问题的根源，就可以采取以下措施来减轻问题：
增加 CMA 大小： 通过修改内核配置中的 CONFIG_CMA_SIZE 选项，可以增加 CMA 大小。
优化驱动程序： 如果问题是由驱动程序引起的，优化驱动程序以减少对 CMA 内存的需求至关重要。
使用替代分配器： 对于不需要连续物理内存区域的分配，可以使用 slab 分配器等替代分配器。
结论
通过遵循本文中概述的步骤，你可以有效地跟踪 CMA 分配，并在 Linux 内核中解决 CMA 分配问题。了解哪个驱动程序或进程导致了问题并测量 CMA 使用情况，可以帮助你采取措施减少问题，确保系统的稳定运行。
常见问题解答
1. 我可以在哪里找到有关 CMA 分配的更多信息？
2. 如何报告 CMA 分配问题？
- 提交 Linux 内核错误报告：https://wiki.linuxfoundation.org/lsb/reporting-bugs
3. 我如何使用 kprobe 模块？
- 有关 kprobe 模块的教程：https://www.kernel.org/doc/html/latest/kprobes/kprobe-intro.html
4. 我如何使用 ftrace？
- 有关 ftrace 的指南：https://www.kernel.org/doc/html/latest/trace/ftrace.html
5. 如何增加 CMA 大小？
- 修改内核配置中的
CONFIG_CMA_SIZE选项并重新编译内核。
