如何从 Linux 设备驱动程序强制刷新进程的缓存？
How can I force a cache flush for a process from a Linux device driver?
我正在从事一项研究项目，该项目要求我从自定义硬件执行内存捕获。我正在使用 Zedboard SoC（带有 FPGA 结构的双核 ARM Cortex-A9）。我设计了一个设备驱动程序，允许我执行虚拟内存捕获和物理内存捕获（使用控制 Xilinx AXI DMA IP 的 AXI4-Lite 外设）。
我的目标是捕获所有映射页面，所以我检查 /proc/pid/maps 映射区域，然后从 /proc/pid/pagemaps 获取 PFN，将物理地址传递到我的设备驱动程序，然后将它们传递给我的自定义硬件（它调用 Xilinx AXI DMA 从物理内存中获取内容）。
注意：我使用的是 Xilinx 的 PetaLinux 发行版，它基于 Linux 4.14 版构建。
我的设备驱动程序通过一系列 IOCTL 调用实现了以下过程：
- 停止目标进程。
- 执行虚拟内存捕获（使用access_process_vm()函数）。
- 刷新缓存（使用flush_user_range()函数）。
- 执行物理内存捕获。
- 恢复目标进程。
然而，我注意到的是虚拟内存捕获和物理内存捕获在 [heap] 部分（这是超出一页的第一部分）中有所不同。第一页匹配，但其他页面的 none 更接近。 [stack] 部分根本不匹配。我应该注意到，对于前两个内存部分，.text 和 .rodata，捕获完全匹配。目前的结论是， 不会 在运行时更改 的数据在虚拟捕获和物理捕获之间匹配，而 [=29 的数据=]does change during runtime does not match.
所以这让我想知道：我是否使用了正确的函数来确保缓存和 RAM 之间的一致性？如果不是，用于强制缓存刷新到 RAM 的正确函数是什么？ RAM 中的数据有必要在目标进程停止时保持最新状态，因为我无法从自定义硬件访问缓存。
编辑 1：
关于这个问题被标记为 this question 的可能重复项，我正在使用已接受答案中的函数来启动缓存刷新。但是，从我的角度来看，它似乎没有工作，因为物理内存与虚拟内存不匹配，正如我所期望的那样，如果发生缓存刷新。
对于以后遇到这个问题的人来说，问题不是我想的那样。我提到的 flush_user_range() 函数是用于将页面从缓存推回主内存的正确函数。
然而，我当时没有想到的是 实际上 连续的页面 不一定（并且是通常不是）物理上 连续。在我的内核代码中，我将映射区域的长度传递给我的硬件，硬件从 AXI DMA 请求该长度的数据。我应该做的是虚拟到物理的转换，以获取每个区域中每个页面的物理地址，然后从主内存请求一个页面长度的数据，对每个映射区域中的每个页面重复该过程。
我意识到这是一个非常具体的问题，可能不会帮助其他人做我正在做的同样的事情，但希望吸取的教训可以帮助将来的人：Linux 在物理中分配页面内存（通常大小为 4kB，但您不应该假设是这种情况），并且物理页面的集合包含在一个映射区域中。如果您正在处理任何需要检查物理内存的代码，请务必警惕数据可能跨越物理页面边界的位置并采取相应措施。
我正在从事一项研究项目，该项目要求我从自定义硬件执行内存捕获。我正在使用 Zedboard SoC（带有 FPGA 结构的双核 ARM Cortex-A9）。我设计了一个设备驱动程序，允许我执行虚拟内存捕获和物理内存捕获（使用控制 Xilinx AXI DMA IP 的 AXI4-Lite 外设）。
我的目标是捕获所有映射页面，所以我检查 /proc/pid/maps 映射区域，然后从 /proc/pid/pagemaps 获取 PFN，将物理地址传递到我的设备驱动程序，然后将它们传递给我的自定义硬件（它调用 Xilinx AXI DMA 从物理内存中获取内容）。
注意：我使用的是 Xilinx 的 PetaLinux 发行版，它基于 Linux 4.14 版构建。
我的设备驱动程序通过一系列 IOCTL 调用实现了以下过程：
- 停止目标进程。
- 执行虚拟内存捕获（使用access_process_vm()函数）。
- 刷新缓存（使用flush_user_range()函数）。
- 执行物理内存捕获。
- 恢复目标进程。
然而，我注意到的是虚拟内存捕获和物理内存捕获在 [heap] 部分（这是超出一页的第一部分）中有所不同。第一页匹配，但其他页面的 none 更接近。 [stack] 部分根本不匹配。我应该注意到，对于前两个内存部分，.text 和 .rodata，捕获完全匹配。目前的结论是， 不会 在运行时更改 的数据在虚拟捕获和物理捕获之间匹配，而 [=29 的数据=]does change during runtime does not match.
所以这让我想知道：我是否使用了正确的函数来确保缓存和 RAM 之间的一致性？如果不是，用于强制缓存刷新到 RAM 的正确函数是什么？ RAM 中的数据有必要在目标进程停止时保持最新状态，因为我无法从自定义硬件访问缓存。
编辑 1： 关于这个问题被标记为 this question 的可能重复项，我正在使用已接受答案中的函数来启动缓存刷新。但是，从我的角度来看，它似乎没有工作，因为物理内存与虚拟内存不匹配，正如我所期望的那样，如果发生缓存刷新。
对于以后遇到这个问题的人来说，问题不是我想的那样。我提到的 flush_user_range() 函数是用于将页面从缓存推回主内存的正确函数。
然而，我当时没有想到的是 实际上 连续的页面 不一定（并且是通常不是）物理上 连续。在我的内核代码中，我将映射区域的长度传递给我的硬件，硬件从 AXI DMA 请求该长度的数据。我应该做的是虚拟到物理的转换，以获取每个区域中每个页面的物理地址，然后从主内存请求一个页面长度的数据，对每个映射区域中的每个页面重复该过程。
我意识到这是一个非常具体的问题，可能不会帮助其他人做我正在做的同样的事情，但希望吸取的教训可以帮助将来的人：Linux 在物理中分配页面内存（通常大小为 4kB，但您不应该假设是这种情况），并且物理页面的集合包含在一个映射区域中。如果您正在处理任何需要检查物理内存的代码，请务必警惕数据可能跨越物理页面边界的位置并采取相应措施。