Ashmen 匿名共享内存

ashmem的意思就是Anonymous Shared Memory，即匿名共享内存。Android系统主要包括五个部分，分别是Linux 内核、本地库、Dalvik 虚拟机、应用程序框架和应用程序。对于其中的Linux内核部分，最初Android是基于2.6.25的，而且Android内核基本是同Linux内核同步更新的，Android在Linux内核的基础上做了一些修改和功能上的添加。目前最新

Kenall

1063人浏览 · 2012-02-13 09:19:20

Kenall · 2012-02-13 09:19:20 发布

其中Android在Linux内核的功能上的添加，就有ashmem，它为进程提供大块共享内存，同时为内核提供回收和管理这个内存的机制，其源代码位于Android源码中的kernel/mm/ashmem.c中：（Android内核版本2.0（Eclair），它是基于2.6.29）

1、用到的数据结构：

(1)struct ashmem_area：Android共享内存区，当父文件（应该也可以理解成父进程）调用open()函数时有效，至它调用release()函数消亡，通过“ashmem_mutex”来保护其互斥性。具体定义如下：

struct ashmem_area {
char name[ASHMEM_NAME_LEN];
struct list_head unpinned_list;
struct file *file;
size_t size;
unsigned long prot_mask;
};

char name[ASHMEM_NAME_LEN]; /* 申请的一块ashmem的名称 */

struct list_head unpinned_list; /* ashmem区的链表，用来把所有区连接起来 */

struct file *file; /* 支持shmem-based的文件，struct file结构体定义 */

size_t size; /* 内存映射的大小，以bytes为单位 */

unsigned long prot_mask; /* 一个类似于标志位的变量 */

(2)struct ashmem_range：代表unpinned（evictable）页的区间，生命周期从unpin到pin，同样由“ashmem_mutex”来保证其互斥性。

struct ashmem_range {
struct list_head lru;
struct list_head unpinned;
struct ashmem_area *asma;
size_t pgstart;
size_t pgend;
unsigned int purged;
};

struct list_head lru; /* LRU（最近最少使用）链表 */

struct list_head unpinned; /* unpinned区域链表 */

struct ashmem_area *asma; /* 相关的ashmem区域 */

size_t pgstart; /* 页开始位置（包含在页内） */

size_t pgend; /* 页结束位置（包含在页内） */

unsigned int purged; /* 标志变量，ASHMEM_NOT或ASHMEM_WAS_PURGED */

定义的几个全局变量：

static LIST_HEAD(ashmem_lru_list);

/* LRU链表的定义 */

static unsigned long lru_count;

/* LRU链表计数器 */

static DEFINE_MUTEX(ashmem_mutex);

/* 用来保证互斥性的ashmem_mutex初始化 */

static struct kmem_cache *ashmem_area_cachep __read_mostly; /

* 指向ashmem_area的指针变量 */

static struct kmem_cache *ashmem_range_cachep __read_mostly;

/* 指向ashmem_range的指针变量 */

宏定义实现的函数：

#define range_size(range) ((range)->pgend - (range)->pgstart + 1)

/* 用来返回unpinned页的size */

#define range_on_lru(range) ((range)->purged == ASHMEM_NOT_PURGED)

/* 修改标志purged的值为ASHMEM_NOT_PURGED，表示这段内存没有清空*/

#define page_range_subsumes_range(range, start, end) (((range)->pgstart >= (start)) && ((range)->pgend <= (end)))

/* 判断是否在页内，参数为range结构体、起始地址、结束地址 */

#define page_range_subsumed_by_range(range, start, end) (((range)->pgstart <= (start)) && ((range)->pgend >= (end)))

/* 判断是否在页外 */

#define page_in_range(range, page) (((range)->pgstart <= (page)) && ((range)->pgend >= (page)))

/* 判断是否在页内，参数为range结构体、页号 */

#define page_range_in_range(range, start, end) (page_in_range(range, start) || page_in_range(range, end) || page_range_subsumes_range(range, start, end))

/* 判断是否在页内参数为range结构体、起始地址、结束地址 */

#define range_before_page(range, page) ((range)->pgend < (page))

/* 判断rangge结构体定义的页时候在page之前 */

4、函数实现：

(1)内联函数：

static inline void lru_add(struct ashmem_range *range)

/* 对LRU链表进行添加结点 */

static inline void lru_del(struct ashmem_range *range)

/* 对LRU链表进行删除结点 */

static inline void range_shrink(struct ashmem_range *range, size_t start, size_t end)

/* 修改range结构体定义的内存的大小，可以进行缩短 */

基本函数：

static int range_alloc(struct ashmem_area *asma, struct ashmem_range *prev_range,
unsigned int purged, size_t start, size_t end)

/* 初始化一个ashmem_area结构体 */

static void range_del(struct ashmem_range *range)

/* 删除一个ashmem_area，就是从链表中删除 */

static struct file_operations ashmem_fops 成员函数：

struct file_operations定义如下：
static struct file_operations ashmem_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = ashmem_open,
.release = ashmem_release,
.mmap = ashmem_mmap,
.unlocked_ioctl = ashmem_ioctl,
.compat_ioctl = ashmem_ioctl,
};

成员函数定义如下：

static int ashmem_open(struct inode *inode, struct file *file)

/* 创建一个文件对象，也就是为一个ashmem_area结构体申请一段空间 */

static int ashmem_release(struct inode *ignored, struct file *file)

/* 释放文件对象，也就是释放ashmem_area结构体 */

static int ashmem_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)

/* 将制定的文件映射到制定的进程区域中 */

static long ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

说明：函数实现如下：

static long ashmem_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
struct ashmem_area *asma = file->private_data;
long ret = -ENOTTY;
switch (cmd) {
case ASHMEM_SET_NAME:
ret = set_name(asma, (void __user *) arg);
break;
case ASHMEM_GET_NAME:
ret = get_name(asma, (void __user *) arg);
break;
case ASHMEM_SET_SIZE:
ret = -EINVAL;
if (!asma->file && !(arg & ~PAGE_MASK)) {
ret = 0;
asma->size = (size_t) arg;
}
break;
case ASHMEM_GET_SIZE:
ret = asma->size;
break;
case ASHMEM_SET_PROT_MASK:
ret = set_prot_mask(asma, arg);
break;
case ASHMEM_GET_PROT_MASK:
ret = asma->prot_mask;
break;
case ASHMEM_PIN:
case ASHMEM_UNPIN:
case ASHMEM_GET_PIN_STATUS:
ret = ashmem_pin_unpin(asma, cmd, (void __user *) arg);
break;
case ASHMEM_PURGE_ALL_CACHES:
ret = -EPERM;
if (capable(CAP_SYS_ADMIN)) {
ret = ashmem_shrink(0, GFP_KERNEL);
ashmem_shrink(ret, GFP_KERNEL);
}
break;
}
return ret;
}