开机预留

开机预留的方法有下面两种，

通过uboot传入bootargs/cmdline，参考常用知识——linux内核中常见的内存分配方法，在Linux内核引导时，传入参数“mem＝size”保留顶部的内存区间。比如系统有256MB内存，参数“mem＝248M”会预留顶部的8MB内存，进入系统后可以调用ioremap(0xF800000，0x800000)来申请这段内存。
设备树设置memory为248M，预留8MB，这个可能会有问题，我们在arch/arm/boot/dts目录下面看到的dts文件关于memory的size的描述可能和实际的memory的size大小不一致，此问题主要是在bootloader中也会对memory信息进行获取，然后修改dts，并把dts load到内存制定的位置，然后把这个值传递给kernel，在setup_arch里面调用setup_machine_fdt时所传递的参数__atags_pointer就是boot loader传递过来存放dts的地址。
设备树设置memreserve或reserved-memory，参考dts中memreserve和reserved-memory的区别 memreserve分配的内存, 无法再被操作系统使用; 而reserved-memory内存有可能进入系统CMA, 是否做为CMA, 依赖以下几个条件：（1）compatible 必须为shared-dma-pool（2）没有定义no-map属性（3）定义了resuable属性

从内核分配

dma_alloc_coherent

参考内核文档Documentation/DMA-API.txt和Documentation/DMA-API-HOWTO.txt。这个函数分配的内存从哪儿来，有书上说的是__alloc_pages，实现原理类似于__get_free_pages，受限于内核，所以最大分配4MB，但是现在内核都支持CMA机制，然后dma_alloc_coherent从CMA分配内存，参考CMA 详细分析中的图片，可以看到dma_alloc_coherent有两个分配途径。
这样最大应该就是CMA区的最大值，dma_alloc_coherent分配的内存不带cache。dma_alloc_coherent分配超过4MB空间内存失败，需要确保系统有足够的DMA内存可用，看宏CONSISTENT_DMA_SIZE 的值是否大于5MB，这个值必须是2M的倍数。在一些版本的内核中，这个宏是 DEFAULT_CONSISTENT_DMA_SIZE。如果上面没问题，但是仍然申请失败，可能是 MAX_ORDER 这个宏设置的太小，这个宏限制了一次请求所能分配的最大物理页数。如果申请5MB内存，MAX_ORDER 需要不小于12。

kmalloc/__get_free_pages

最大4MB，带cache。

CMA

CMA模块学习笔记
 A deep dive into CMA
Linux内核最新的连续内存分配器(CMA)——避免预留大块内存
 CMA 详细分析
 CMA连续物理内存用户空间映射—(一)
CMA连续物理内存用户空间映射—(二)
linux cma内存管理
 Linux-3.14.12内存管理笔记【连续内存分配器（CMA）】
LINUX CMA 详细分析
 Linux内存管理：CMA
dts中memreserve和reserved-memory的区别
 内存初始化代码分析（一）：identity mapping和kernel image mapping
内存初始化代码分析（二）：内存布局
 内存初始化代码分析（三）：创建系统内存地址映射

分配方法

通过bootargs/cmdline导入参数cma=64M。
设备树分配

博客增大dma的分配，记录了分配大容量CMA的调试过程，总结一下就是实现1G的物理内存留700MB给硬件。第一，当CMA=500MB时，为了加载CMA成功，将内核，设备树，initrd/ramdisk放到前240MB，离散防止导致没有600MB连续空间。第二，通过开机预留256MB内存，为了ioremap 几百MB的内存，将user/kernel内存分配改为1G/3G，否则没有足够空间remap。第三，当CMA=700MB时，必须设置user/kernel内存分配改为1G/3G，否则无法加载CMA，因为1GB空间预留240MB给vmalloc（Linux内核版本从3.2到3.3，默认的vmalloc size由128M 增大到了240M），导致没有足够空间给CMA，可以看一下开机打印，修改之后的lowmem为1G整，否则为760M，这和HIGHMEM没有关系。

Memory: 416196K/1048576K available (5240K kernel code, 260K rwdata, 1616K rodata, 200K init, 301K bss, 632380K reserved)
Virtual kernel memory layout:
    vector  : 0xffff0000 - 0xffff1000   (   4 kB)
    fixmap  : 0xfff00000 - 0xfffe0000   ( 896 kB)
    vmalloc : 0x80800000 - 0xff000000   (2024 MB)
    lowmem  : 0x40000000 - 0x80000000   (1024 MB)
    modules : 0x3f000000 - 0x40000000   (  16 MB)
      .text : 0x40008000 - 0x406ba454   (6858 kB)
      .init : 0x406bb000 - 0x406ed380   ( 201 kB)
      .data : 0x406ee000 - 0x4072f320   ( 261 kB)
       .bss : 0x4072f32c - 0x4077a7a4   ( 302 kB)

看下设备树分配，这里是共享的，参考dts中memreserve和reserved-memory的区别，reserved-memory有一些可选参数，比如no-map，如果使用了no-map，那么这段区域执行memblock_remove，反之执行memblock_reserve。在调用完memblock_reserve后，还会执行fdt_init_reserved_mem。如果reserved-memory下节点的compatible=，则这块内存会被用来进行Contiguous Memory Allocator for dma。initfn对应drivers/base/dma-contiguous.c下的rmem_cma_setup以及drivers/base/dma-coherent.c中的rmem_dma_setup，由于二者的compatible相同，所以前者优先。rmem_cma_setup会对这块内存做初始化，把这块区域加到cma_areas[cma_area_count]中，cma_areas保存着所有的CMA区域，稍后core_init_reserved_areas会对这个数组进行处理。

reserved-memory {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;

        ipu_cma@90000000 {
            compatible = "shared-dma-pool";
            reg = <0x90000000 0x4000000>;
            reusable;
            status = "okay";
        };

        cma_region: region@6a000000 {
            compatible = "shared-dma-pool";
            no-map;
            reg = <0x6a000000 0x1000000>;
            linux,cma-default;
        };
};

扩展

meminfo与vmallocinfo实例

linux分配连续内存

开机预留

从内核分配

dma_alloc_coherent

kmalloc/__get_free_pages

CMA

分配方法

扩展

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