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分类: 嵌入式

2012-08-19 21:43:01

1Ashmem(匿名共享内存驱动:Anonymous Shared Memory)


它基于mmap系统调用,不同进程可以将同一段物理内存映射到各自的虚拟地址控制,从而实现共享


A(mmap:是一种共享内存的系统。假如:A进程的内存空间范围0X00000XFFFFB进程的内存空间范围0X0000~0XFFFF,他们两个进程想共同共享一个文件或一段空间时,可以使用mmap(比如都想读取硬盘上的c.txttxt内容为"123"),首先另外开辟第三个内存空间(3个字节),将硬盘上的c.txt映射到这个内存空间中,使此内存空间有了这个c.txt,再将AB进程分别映射至这个内存空间,则现在A进程的内核空间范围为0X00000XFFFF+4B进程的内核空间范围为0X00000XFFFF+4。那么此时AB进程都拥有了共同的内存空间,即可以互相共享共同内存空间里的内容了;当然,如果创建mmap时也可以指定是可读还是可写,如果AB改变了共同内存空间的值,将c.txt内容改为了"234"的话,硬盘上的c.txt内容仍然为123,若想改变,则得调用msync实现硬盘和共享内存区的同步),而Ashmemmmap稍有不同的是,Ashmemcache shrinker关联起来,可以在适当时机去回收这些共享内存,这点比较智能,而mmap是做不到的


BAshmem实现


Ashmem类位于////,通过注册cache shrinker来实现回收内存,通过注册misc提供mmap接口等。Ashmem用两个结构体ashmem_areaashmem_range来维护,ashmem_area代表共享内存的区域,ashmem_range则将这段区域以页为单位分为多个rangeashmem_area有个unpinned_list成员,挂在这个list上的range可以被回收。ashmem_range有一个LRU链表,在cache shrink回收一个ashmem_area的某段内存时候,是根据LRU的原则来选择哪些页面优先被回收的


CAshmem流程


ashmem_init(创建struct ashmem_areastruct ashmem_range、注册ashmem driver(misc_register)、注册cache shrinker)----->在注册misc构造方法时,引进了ashmem_fops----->在注册fops时,创建了ashmem_openashmem_releaseashmem_mmap


ashmem_shrinkashmem_ioctl---->创建ashmem_open时,调用了去分配了一个ashmem_area并初始化了成员变量、创建ashmem_release,调用了了,此静态方法与zalloc相反,是去释放ashmem_area、创建ashmem_mmap调用shmem_file_setup来从tmpfs系统(基于内存的文件系统)中创建一个文件(内存)ashmem_area用,这个内存就是共享内存、创建ashmem_shrink来实现内存回收,这个函数从LRU链表上回收指定数目的unpinned ashmem_range、创建ashmem_ioctl,设置一些ashmem_areasize啊,然后查看被pinrange有多少啊,然后pin or unpin range(pin range代表此rangeunpinned_list中取下来,而unpin range代表此range挂在unpinned_list上,以便被回收,由此可见只有被unpinrange才会被回收)


D、用户接口


进程A可通过open打开该文件,用ioctl命令ASHMEM_SET_NAMEASHMEM_SET_SIZE设置共享内存块的名字和大小,并将得到的handle传给mmap,来获得共享的内存区域,进程B通过将相同的handle传给mmap,获得同一块内存,handle在进程间的传递可通过Binder来实现。

2Android PMEM

pmemashmem都通过mmap实现共享,区别是Pmem的共享区域是一段连续的物理内存,而Ashmem的共享区域在虚拟空间是连续的,物理内存却不一定连续

APMEM的实现

Pmem的源代码在drivers/misc/pmem.c中,Pmem驱动依赖于linuxmisc deviceplatform driver框架,一个系统可以有多个Pmem,默认的是最多10个。Pmem暴露4组操作,分别是platform driverproberemove操作; misc devicefops接口和vm_ops操作。模块初始化时会注册一个platform driver,在之后probe时,创建misc设备文件,分配内存,完成初始化工作。

Pmem通过pmem_infopmem_datapmem_region三个结构体维护分配的共享内存,其中pmem_info代表一个Pmem设备分配的内存块,pmem_data代表该内存块的一个子块,pmem_region则把每个子块分成多个区域。 pmem_data是分配的基本单位,即每次应用层要分配一块Pmem内存,就会有一个pmem_data来表示这个被分配的内存块,实际上在open的时候,并不是open一个pmem_info表示的整个Pmem内存块,而是创建一个pmem_data以备使用。一个应用可以通过ioctl来分配pmem_data中的一个区域,并可以把它map到进程空间;并不一定每次都要分配和map整个pmem_data内存块

B、用户接口

一个进程首先打开Pmem设备,通过ioctl(PMEM_ALLOCATE)分配内存,它mmap这段内存到自己的进程空间后,该进程成为 master进程。其他进程可以重新打开这个pmem 
备,通过调用ioctl(PMEM_CONNECT)将自己的pmem_datamaster进程的pmem_data建立连接关系,这个进程就成为client进程。Client进程可以通过mmapmaster Pmem中的一段或全部重新映射到自己的进程空间,这样就实现了共享Pmem内存。如果是GPUDSP则可以通过ioctl(PMEM_GET_PHYS)获取物理地址进行操作。

3. 在应用程序中的使用: 

1) 
Pmem 例子:


sp master_workspace = new 
MemoryHeapBase(pmem_adsp, Coda_WorkSpace_Size); 
//new 
一个base 
memeoryHeapBase 
,构造函数中做了2件事情一个是open “/dev/pmem_adsp” 设备, 第二是调用mapfd (内部即mmap)来得到共享内存区域 

if (master_workspace->heapID() < 0) {
 

LOGD("Error creating workspace heap");
 

Status = UNKNOWN_ERROR;
 

}
 

master_workspace->setDevice(pmem); // 
如果pmem_adsp device出错, 就是用pmem device 

mHeapPmem_workspace = new MemoryHeapPmem(master_workspace, 0); 

// new 一个Pmem , MemoryHeapPmem , (构造函数中调用init ,设定了Base,device ,size 等) 

mHeapPmem_workspace->slap();
 

master_workspace.clear();
 


if (ioctl(mHeapPmem_workspace->heapID(), PMEM_GET_PHYS, ®ion) >= 0)//
得到物理地址 

{
 


pys_address = (unsigned int)region.offset;
 


WORK_SPACE_PMEM_PHY_ADDRESS = pys_address;
 


WORK_SPACE_PMEM_VIR_ADDRESS = mHeapPmem_workspace->base(); //
得到虚拟地址 

}
 

else
 

{
 


pys_address = 0xFFFFFFFF;
 


LOGE("Error: WORKSPACE PMEM_GET_PHYS FAILED");
 


return UNKNOWN_ERROR; 


}
 

2) 
Ashmem 例子: 

sp heap = new MemoryHeapBase(frameSize * kBufferCount);
 

if (heap->heapID() < 0) {
 

LOGE("Error creating frame buffer heap");
 

return false;
 
} 
//没有指定device  就是用的ashmem . 构造函数中做了2件事情一个是ashmem_create_region 第二是调用mapfd (内部即mmap)来得到共享内存区域 

第一步通过调用ashmem_create_region函数,这个函数完成这几件事: 

1
fd = open("/dev/ashmem", O_RDWR); 
2
ioctl(fd, ASHMEM_SET_NAME, region_name); // 这一步可选 
3
ioctl(fd, ASHMEM_SET_SIZE, region_size); 

第二步,应用程序一般会调用mmap来把ashmem分配的空间映射到进程空间: 

mapAddr = mmap(NULL, pHdr->mapLength, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);

4. 如何将PMEM编入内核 

Android PMEM驱动研究(1——如何将PMEM编入内核

PMEM并不像Ashmembinder那样,选中就可以被Android系统使用,他是一个platform设备,需要注册才可以使用。

下面以S3C6410为例,描述使用流程:

1)选中内核选项 
Device Drivers ---> 

  • Misc devices ---> 
  •    Android pmem allocator

    2)修改你的dev.c注册文件,添加如下内容:

    #ifdef CONFIG_ANDROID_PMEM 
    static struct android_pmem_platform_data android_pmem_pdata = { 
           .name = "pmem", 
           .start = PMEM_BASE, 
           .size = PMEM_BASE_SIZE, 
           .no_allocator = 1, 
           .cached = 1, 
    };

    static struct android_pmem_platform_data android_pmem_adsp_pdata = { 
           .name = "pmem_adsp", 
           .start = PMEM_ADSP_BASE, 
           .size = PMEM_ADSP_BASE_SIZE, 
           .no_allocator = 0, 
           .cached = 0, 
    };

    struct platform_device android_pmem_device = { 
           .name = "android_pmem", 
           .id = 0, 
           .dev = { .platform_data = &android_pmem_pdata }, 
    };

    struct platform_device android_pmem_adsp_device = { 
           .name = "android_pmem", 
           .id = 1, 
           .dev = { .platform_data = &android_pmem_adsp_pdata }, 
    }; 
    #endif

    3)在驱动注册列表中添加如下内容
    static struct platform_device *smdk6410_devices[] __initdata = { 
    #ifdef CONFIG_ANDROID_PMEM 
           &android_pmem_device, 
           &android_pmem_adsp_device, 
    #endif 
    };

    4)分配物理地址我用了128MB的最后8MB 
    #define PMEM_BASE 0x57900000 
    #define PMEM_BASE_SIZE SZ_1M*4 
    #define PMEM_ADSP_BASE 0x57c00000 
    #define PMEM_ADSP_BASE_SIZE SZ_1M*4

    5)重新编译内核

    6)修改bootargs 减少Linux可管理的MEM 
    MEM=120MB

    7)重新启动系统 
    启动信息: 
    pmem: 1 init 
    pmem_adsp: 0 init

    8)查看dev目录,多了pmempmem_adsp

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