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        最近运行一个python代码,遇到“Segmentation fault”的报错,花了好长时间,终于解决了这个问题,想和大家分享一下。

        在ubuntu下用insmod安装uio.ko驱动(用于申请连续内存),运行内存监控代码memory_monitor.py,运行到一半遇到上图那样的报错,查了很多资料,用过gdb,也import过faulthandler(这个模块是python3的标准模块,python2用的话需要自己手动安装),但是都没有指出具体的bug在哪里,比如import的哪个模块有问题。后来在经验丰富的同事的指导下,往地址方向查了下,找到了Segmentation fault报错的原因,然后根据问题原因找到了bug处,然后回填了bug。具体过程如下:

        1.根据memory_monitor.py运行过程中打印出来的DMA起始物理地址和申请的容量,通过 “结束地址=起始地址+容量-1” 计算所申请的连续内存的结束地址。

        2.运行memory_monitor.py代码,在其运行过程中通过指令“ps -ef | grep python” 获取进程PID,然后根据PID,在/proc/PID/maps中找到所分配的代码段、数据段、BSS段虚拟地址(maps的前三行顺序就是如此),通过小工具将虚拟地址转为物理地址。 

         3.将连续内存的结束物理地址与代码段、数据段、BSS段的物理地址进行比较,发现数据段或者BSS段总有与连续内存地址重合的部分,即因为地址重叠而造成Segmentation fault。

        4.由于不知道是uio.ko驱动有问题还是memory_monitor.py有问题,根据单一变量原则,车学长找了一个linux本身自带的具有相同功能的驱动(uio_dmem_genirq.c)试了下(编译的过程需要与内核相关,使用的时候注意设备树的修改以及内核的替换),发现不是memory_monitor.py的问题,因为在使用uio_dmem_genirq.ko的时候,物理地址没有重合,也没有报“Segmentation fault”,因此锁定bug出在uio.ko驱动。
        5.对比uio_dmem_genirq.c与uio.ko的源码(uio.c)的DMA申请过程,发现uio.c在使用dma_zalloc_coherent()申请一致性内存之后,通过virt_to_phys()转换,才把物理地址给到uiomem->addr,而不是直接把回传给priv->cma_handle的物理地址给uiomem->addr,通过printk()打印发现 uiomem->addr ≠ priv->cma_handle,而根据dma_zalloc_coherent()的用法,理论上它们应该相等(),因此问题出在virt_to_phys()转换上。

        通过查阅资料,获知,virt_to_phys()用于低端内存区的虚拟地址转物理地址,而在本代码中,连续内存的物理地址是0x3......,不属于低端内存区的范围,因此不可以使用virt_to_phys()进行地址转换。

        把代码改为“uiomem->addr = priv->cma_handle” 就解决了本次“Segmentation fault”的问题。

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