linux 記憶體配置學習__linux

搜集整理了一些概念 ：

writethough vs writeback1. writethoughwrite-through意思是寫操作根本不使用緩衝。資料總是直接寫入磁碟。關閉寫緩衝，可釋放緩衝用於讀操作。（緩衝被讀寫操作共用）Write caching可以提高寫操作的效能。資料不是直接被寫入磁碟；而是寫入緩衝。從應用程式的角度看，比等待完成磁碟寫入操作要快的多。因此，可以提高寫效能。由控制器將緩衝內未寫入磁碟的資料寫入磁碟。表面上看，Write cache方式比write-through方式的讀、寫效能都要好，但是也要看磁碟訪問方式和磁碟負荷了。2. writebackwrite-back（write cache）方式通常在磁碟負荷較輕時速度更快。負荷重時，每當資料被寫入緩衝後，就要馬上再寫入磁碟以釋放緩衝來儲存將要寫入的新資料，這時如果資料直接寫入磁碟，控制器會以更快的速度運行。因此，負荷重時，將資料先寫入緩衝反而會降低輸送量。

cacheable vs buferfable1。對於Write-though的寫策略，Cacheable是回寫資料指是否要放進Cache（當然對於一些I/O操作等自然不能Cacheable了），Bufferable是指回寫資料可以放進WriteBuffer中，慢慢回寫僅主存（有些情況對於一些資料是要求立即寫回的，不能先buffer一下）2。對於Write-back的寫策略，同樣這樣解釋，但是一個例外就是Cacheable/unbufferable的情況，因為既然都Cache了，對於Write-back策略來說就意味著要等到Cache line被替換的時候才被寫入主存，這也就意味著寫回主存時間註定要被delay，所以一般它會被翻譯成Write-though cached/buffered的行為。

Starting && stopping cache flushing levels這兩個設定影響控制器如何處理未寫入磁碟的緩衝內資料，並且只在write-back cache方式下生效。緩衝內資料寫入磁碟稱為flushing.你可以配置Starting and stopping cache flushing levels值，這個值表示佔用整個緩衝大小的百分比。當緩衝內未寫入磁碟的資料達到starting flushing value時，控制器開始flushing（由緩衝寫入磁碟）。當緩衝內未寫入磁碟資料量低於stop flush value時，flushing過程停止。控制器總是先flush舊的快取資料。緩衝內未寫入資料停留超過20秒鐘後被自動flushing.典型的start flushing level是80%。通常情況下，stop flushing level也設定為80%。也就是說，控制器不允許超過80%的緩衝用於write-back cache,但還是儘可能保持這一比例。如果你使用此設定，可以在緩衝記憶體更多的未寫入資料。這有利於提高寫操作的效能，但是要犧牲資料保護。如果要得到資料保護，你可以使用較低的start and stop values。通過對這兩個參數的設定，你可以調整緩衝的讀、寫效能。經測試表明，使用接近的start and stop flushing levels時效能較好。如果stop level value遠遠低於start value，在flushing時會導致磁碟擁塞。

Cache block size這個值指緩衝配置單位大小，可以是4K或16K。選擇合適的值，可以明顯的改善緩衝使用效能。如果應用程式更多時候訪問小於8K的資料，而將cache block size設定為16K，每次訪問僅使用一部分cache block。在16K的cache block裡總是儲存8K或更小的資料，意味著只有50%的緩衝容量被有效使用，使效能下降。對於隨機I/O和小資料區塊的傳送，4K比較合適。另一方面，如果是連續I/O 並使用大的segment size，最好選擇16K。大的cache block size意味著cache block數量少並可縮短緩衝消耗延時。另外，對於同樣大小的資料，cache block size大一些，需要的快取資料傳送量更小。

dma_alloc_coherent vs dma_alloc_writecombine都是分配連續實體記憶體，返回虛擬位址1.dma_alloc_coherent#define pgprot_noncached(prot) __pgprot(pgprot_val(prot) & ~(L_PTE_CACHEABLE | L_PTE_BUFFERABLE))禁用cahceable 和 bufferable2.dma_alloc_writecombine#define pgprot_writecombine(prot) __pgprot(pgprot_val(prot) & ~L_PTE_CACHEABLE)禁用cahceable 

cma vs umpcma: 管理連續記憶體，可以預留好，可以用到時分配。4412BSP中為預留。ump：mali使用記憶體，使用時動態配分（alloc_page）

NEON多媒及加速指令集，增強ARM對多媒體處理能力，某些情境可以替代硬體處理單元。ARM? NEON? 通用 SIMD 引擎可有效處理當前和將來的多媒體格式，從而改善使用者體驗。NEON 技術可加速多媒體和訊號處理演算法（如視頻編碼/解碼、2D/3D 圖形、遊戲、音頻和語音處理、影像處理技術、電話和聲音合成），其效能至少為 ARMv5 效能的 3 倍，為 ARMv6 SIMD 效能的 2 倍。NEON 技術是通過乾淨方式構建的，並可無縫用於其本身的獨立管道和寄存器檔案。NEON 技術是 ARM Cortex?-A 系列處理器的 128 位 SIMD（單指令多資料）體繫結構擴充，旨在為消費性多媒體應用提供靈活強大的加速功能，從而明顯改善使用者體驗。 它具有 32 個寄存器，64 位元寬（是 16 個寄存器，128 位寬的雙倍視圖。）

request_mem_region && ioremap && phys_to_virt()  Linux在標頭檔include/linux/ioport.h中定義了三個對I/O記憶體資源進行操作的宏：(1)request_mem_region()宏，請求分配指定的I/O記憶體資源。(2)check_mem_region()宏，檢查指定的I/O記憶體資源是否已被佔用。(3)release_mem_region()宏，釋放指定的I/O記憶體資源。 這三個宏的定義如下： #define request_mem_region(start,n,name) 　 __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name)) #define check_mem_region(start,n)           　　 __check_region(&iomem_resource, (start), (n)) #define release_mem_region(start,n)         　　__release_region(&iomem_resource, (start), (n)) 其中，參數start是I/O記憶體資源的起始物理地址（是CPU在RAM物理地址空間中的物理地址），參數n指定I/O記憶體資源的大小。在請求IO記憶體資源成功後，開始用ioremap進行映射操作。   void * __ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags) 將一個IO地址空間映射到核心的虛擬位址空間上去，便於訪問。入口：phys_addr是要映射的起始的IO地址；size是要映射的空間的大小；flag是要映射的IO空間的和許可權有關的標誌； 實現：對要映射的IO地址空間進行判斷，低PCI/ISA地址不需要重新對應，也不允許使用者將IO地址空間映射到正在使用的RAM中，最後申請一個 vm_area_struct結構，調用remap_area_pages填寫頁表，若填寫過程不成功則釋放申請的vm_area_struct空間；根據虛擬位址和欲映射的物理地址修改頁表，之後核心就可以用這個虛擬位址來訪問映射的物理地址了。對於直接映射的I/O地址ioremap不做任何事情(比如不帶MMU的Uclinux中就直接返回物理地址) 。有了ioremap(和iounmap)，裝置就可以訪問任何I/O記憶體空間，不論它是否直接映射到虛擬位址空間。但是，這些地址永遠不能直接使用(像kmalloc返回的地址那樣用)，而要用readb這種函數。同樣是從物理地址分配得到虛擬位址，還有以下這個函數：phys_to_virt（）實際地址轉換成虛擬位址，兩者是有區別的。用ioremap 和 phys_to_virt 做物理地址於虛擬位址的轉換髮現：addr = (unsigned int volatile *)ioremap(0x56000088,12);printk(KERN_ALERT"%x\n",addr);addr = (unsigned int volatile *) phys_to_virt(0x56000088);printk(KERN_ALERT"%x\n",addr);兩個函數返回的addr值不一樣。原因在於：（1）在核心中phys_to_virt只是給地址減去一個固定的位移 ：#ifndef __virt_to_phys#define __virt_to_phys(x) ((x) - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET)#define __phys_to_virt(x) ((x) - PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET)#endif注意：PHYS_OFFSET =0x50000000，在帶MMU的核心中，PAGE_OFFSET是0xc0000000；不帶MMU的核心中，與PHYS_OFFSET 同。（2）而ioremap()的原則就是核心會根據指定的物理地址建立映射頁表，物理地址和虛擬位址的關係就由這些頁表來搭建。：這個從ioremap的函數體可以看出來。