Android PMEM驱动研究 在应用程序中使用PMEM

 

Android PMEM主要有两个作用(来自android mail list)：

　　1. GPU or VPU buffers shared with CPU core

　　2. Android service heap.

　　其中1是不能cache的，2可以cache，平台设备注册中 cached = X即控制是否可以被cache。

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　　简单看PMEM驱动，主要有以下内容：

　　pmem_init()驱动加载

　　|

　　pmem_probe()platform加载

　　|

　　pmem_setup()

　　初始化 pmem[id]

　　启动时输出信息，格式为[名称][是否可以被cache] eg：pmem_adsp: 0 init

　　misc_register()

　　初始化所有的bitmap

　　通过ioremap获取所有pmem[id].vbase

　　pmem_map() 提供mmap接口

　　pmem_ioctl()

　　#define PMEM_GET_PHYS 获取物理地址

　　#define PMEM_MAP pmem_remap()

　　#define PMEM_GET_SIZE pmem_getsize()

　　#define PMEM_UNMAP pmem_remap(®ion, file, PMEM_UNMAP);

　　#define PMEM_ALLOCATE 分配pmem空间，len是参数，如果文件已被分配则失败

　　#define PMEM_CONNECT 将一个pmem file与其他相连接

　　#define PMEM_GET_TOTAL_SIZE 返回pmem region的全部尺寸

Android会使用Linux中的pmem driver进行内存分配。
通过代码的阅读，分配的关系我做了张简单的图。

说明：
1. pmem_probe
A. 获得设备的内存空间，包括物理地址和大小
B. 对空间的管理模块进行初始化，分区域
C. 对空间进行ioremap2. pmem_open
A. 创建新的pmem_data结构
B. 并使之与pmem[]建立链表关系
3. pmem_mmap
A. 根据mmap大小的需求，重新调整空间的管理模块。并从device中获得需要的空间
B. 为获得的区域重新建立页表
C. 如果是CONNECTED状态，需要对每个子区域从新建立页表
4. ioctl: PMEM_MAP
A. 确保map的可行性，获得map请求的区域
B. 创建新的region_node，将获得的区域信息保存到region_node中
C. 并与region_list建立链表关系
5. ioctl: PMEM_UNMAP
A. 从region_list移除请求的区域
B. 释放页表
6. ioctl: PMEM_CONNECT
A. 链接需要被connected的文件到当前文件。相当于两个文件映射到同一块区域。
7. ioctl: PMEM_ALLOCATE
A. 根据allocate大小的需求，重新调整空间的管理模块。并从device中获得需要的空间

下图例子，是pmem定义8M空间，而Android需要获得1M空间的状况。

　　有篇文章值得参考

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　　应用程序中使用PMEM，有待深入研究

　　#include "android_pmem.h"

　　int pmem_fd;

　　void *pmem_base;

　　unsigned int size;

　　struct pmem_region region;

　　pmem_fd = open("/dev/pmem_adsp", O_RDWR, 0);//打开设备，为了操作硬件引擎，要noncache的

　　if (pmem_fd >= 0)

　　{

　　if (ioctl(pmem_fd, PMEM_GET_TOTAL_SIZE, ®ion) < 0) //获取全部空间

　　{

　　printf("PMEM_GET_TOTAL_SIZE failed ");

size = 4<<20; // 4 MiB

　　}

　　else

　　{

　　size = region.len;

　　}

　　pmem_base = mmap(0, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, pmem_fd, 0);//mmap操作

　　if (pmem_base == MAP_FAILED)

　　{

　　pmem_base = 0;

　　close(pmem_fd);

　　pmem_fd = -1;

　　printf("mmap pmem error! ");

　　}

　　if ( ioctl(pmem_fd, PMEM_GET_PHYS, ®ion) < 0)//获取物理地址

　　{

　　printf("PMEM_GET_PHYS failed ");

　　}

　　}

　　其实第一个ioctl无用，只是为了获取长度，也可以自己指定长度。

　　经过以上操作，region.offset为物理地址，其空间和虚拟地址pmem_base相对应。

　　在程序中填充pmem_base数据，配置VPU、GPU时使用region.offset该物理地址。

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　　最后来看看驱动调用流程

　　1)open操作

　　[drivers/misc/pmem.c:pmem_open:336] current 55 file c7355c80(1)

　　2)mmap 会自动调用allocate

　　[drivers/misc/pmem.c:pmem_allocate:398] order 0

　　[drivers/misc/pmem.c:pmem_map_pfn_range:511] map offset 0 len 10000

　　3)ioctl PMEM_GET_PHYS 感觉物理地址是根据pid来确定的

　　[drivers/misc/pmem.c:pmem_ioctl:1081] get_phys

　　pmem: request for physical address of pmem region from process 55.

　　4)munmap

　　[drivers/misc/pmem.c:pmem_vma_close:555] current 55 ppid 47 file c7355c80 count 2