Question

我首先要简要介绍我正在研究的方案。

我要完成的工作是从用户空间应用程序加载图像数据，并通过PCIe将其传输到FPGA板内部的自定义加速引擎。

我的主机的规格是：

FPGA是Virtex 7 KC705开发板。 FPGA使用PCIe控制器（桥接器）在PCIe基础架构和FPGA的AXI接口之间进行通信。此外，FPGA配备了DMA引擎，该引擎应该通过PCIe控制器从内核内存中读取数据，并将其转发给加速器。

由于在以后的实现中，我想对多个内核进行最大256M的分配，因此我已将内核配置为支持CMA和DMA连续分配器。根据dmesg的说法，我可以在启动CMA区域时验证我的系统是否保留。

关于加速过程：

驱动程序最初通过将dma_alloc_coherent（）与GFP_KERNEL标志一起使用来分配4M内核内存。此分配在CMA的范围内。
然后从用户空间应用程序中，我使用READ_PROT / WRITE_PROT和MAP_SHARED / MAP_LOCKED标志调用mmap，以映射先前分配的CMA内存并在其中加载图像数据。
一旦加载了图像数据，我就转发CMA分配的内存的dma_addr_t物理地址，然后启动DMA将数据传输到加速器。加速完成后，DMA应该会将处理后的数据写回到同一CMA内核分配的内存中。
完成后，用户空间应用程序将从CMA存储器读取已处理的数据，并将其保存到.bmp文件。当我检查“已处理”图像时，它与原始图像相同。我想处理过的数据永远不会写入CMA内存。

是否存在某种使用GFP_KERNEL标志时不允许写入CMA内存的内存保护？

一个有趣的事实是，当我使用dma_alloc_coherent分配内核内存但使用GFP_ATOMIC或GFP_DMA分配时，已处理的数据已正确写入内核内存，但不幸的是，分配的内存不属于CMA区域。

我的实现中有什么问题？请让我知道是否需要更多信息！

Answer 1

为了使用mmap（），我采用了debugfs文件操作方法。最初，我按如下所示打开debugfs文件：

shared_image_data_file = open("/sys/kernel/debug/shared_image_data_mmap_value", O_RDWR);

shared_image_data_mmap_value 是在内核驱动程序中创建的我的debugfs文件，而 shared_image_data_file 只是一个整数。

然后，我从用户空间调用mmap（），如下所示：

    kernel_address = (unsigned int *)mmap(0, (4 * MBYTE), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_LOCKED, shared_image_data_file, 0);

当我在用户空间中调用mmap（）函数时，我的debugfs文件的mmap文件操作在内核驱动程序中执行以下函数：

dma_mmap_coherent(&dev->dev, vma, shared_image_data_virtual_address, shared_image_data_physical_address, length);

shared_image_data_virtual_address 是uint_64_t类型的指针，而 shared_image_data_physical_address 是dma_addr_t类型的指针，当我使用以下代码在内核空间中分配内存时，它们是在前面创建的：

shared_image_data_virtual_address = dma_alloc_coherent(&dev->dev, 4 * MBYTE, &shared_image_data_physical_address, GFP_KERNEL);

我传递给FPGA的DMA的地址是 shared_image_data_physical_address 。

我希望以上内容对您有所帮助。

谢谢！