android匿名共享記憶體Ashmem（c庫介面）

共享記憶體 · 發表 2018-12-04 19:45:41

摘要： Ashmem Android系統的匿名共享記憶體Ashmem驅動程式利用了Linux的共享記憶體子系統匯出的介面來實現。在Android系統中，匿名共享記憶體也是程序間通訊方式的一種。相比於malloc和anonymous/named mmap等傳統的記憶體分配...

Ashmem

Android系統的匿名共享記憶體Ashmem驅動程式利用了Linux的共享記憶體子系統匯出的介面來實現。

在Android系統中，匿名共享記憶體也是程序間通訊方式的一種。

相比於malloc和anonymous/named mmap等傳統的記憶體分配機制，Ashmem的優勢是通過核心驅動提供了輔助核心的記憶體回收演算法機制(pin/unpin)。

記憶體回收演算法機制就是當你使用Ashmem分配了一塊記憶體，但是其中某些部分卻不會被使用時，那麼就可以將這塊記憶體unpin掉。

unpin後，核心可以將它對應的物理頁面回收，以作他用。你也不用擔心程序無法對unpin掉的記憶體進行再次訪問，因為回收後的記憶體還可以再次被獲得(通過缺頁handler)，因為unpin操作並不會改變已經 mmap的地址空間。

android匿名共享記憶體介面

原始碼是最好的老師，廢話不多說，直接看程式碼。

原始碼路徑：system/core/libcutils/ashmem-dev.c

android原始碼中，ashmem的實現：

開啟共享記憶體：

/*
 * ashmem_create_region - creates a new ashmem region and returns the file
 * descriptor, or <0 on error
 *
 * `name' is an optional label to give the region (visible in /proc/pid/maps)
 * `size' is the size of the region, in page-aligned bytes
 */

int ashmem_create_region(const char *name, size_t size)
{
int ret, save_errno;

int fd = __ashmem_open();
if (fd < 0) {
return fd;
}

if (name) {
char buf[ASHMEM_NAME_LEN] = {0};

strlcpy(buf, name, sizeof(buf));
ret = TEMP_FAILURE_RETRY(ioctl(fd, ASHMEM_SET_NAME, buf));
if (ret < 0) {
goto error;
}
}

ret = TEMP_FAILURE_RETRY(ioctl(fd, ASHMEM_SET_SIZE, size));
if (ret < 0) {
goto error;
}

return fd;

error:
save_errno = errno;
close(fd);
errno = save_errno;
return ret;
}

在函式中呼叫驅動介面：

__ashmem_open

__ashmem_open函式的實現如下：

/* logistics of getting file descriptor for ashmem */
static int __ashmem_open_locked()
{
int ret;
struct stat st;

int fd = TEMP_FAILURE_RETRY(open(ASHMEM_DEVICE, O_RDWR));
if (fd < 0) {
return fd;
}

ret = TEMP_FAILURE_RETRY(fstat(fd, &st));
if (ret < 0) {
int save_errno = errno;
close(fd);
errno = save_errno;
return ret;
}
if (!S_ISCHR(st.st_mode) || !st.st_rdev) {
close(fd);
errno = ENOTTY;
return -1;
}

__ashmem_rdev = st.st_rdev;
return fd;
}

static int __ashmem_open()
{
int fd;

pthread_mutex_lock(&__ashmem_lock);
fd = __ashmem_open_locked();
pthread_mutex_unlock(&__ashmem_lock);

return fd;
}

可見函式最後是通過open去操作ashmem驅動檔案。

返回為一個檔案描述符。

int ashmem_valid(int fd) 
{
return __ashmem_is_ashmem(fd, 0) >= 0;
}

除此之外，原始碼中還提供了幾個介面函式：

１. 鎖定匿名共享記憶體塊

int ashmem_pin_region(int fd, size_t offset, size_t len)
{
struct ashmem_pin pin = { offset, len };

int ret = __ashmem_is_ashmem(fd, 1);
if (ret < 0) {
return ret;
}

return TEMP_FAILURE_RETRY(ioctl(fd, ASHMEM_PIN, &pin));
}

2. 解鎖匿名共享記憶體塊

int ashmem_unpin_region(int fd, size_t offset, size_t len)
{
struct ashmem_pin pin = { offset, len };

int ret = __ashmem_is_ashmem(fd, 1);
if (ret < 0) {
return ret;
}

return TEMP_FAILURE_RETRY(ioctl(fd, ASHMEM_UNPIN, &pin));
}

３. 獲取大小

int ashmem_get_size_region(int fd)
{
int ret = __ashmem_is_ashmem(fd, 1);
if (ret < 0) {
return ret;
}

return TEMP_FAILURE_RETRY(ioctl(fd, ASHMEM_GET_SIZE, NULL));
}

因為是檔案描述符，所以關閉直接採用close.

close(fd)

使用例子

建立共享記憶體

fd = ashmem_create_region(NULL,length);
if(fd < 0)
printf("Creating code cache, ashmem_create_region error.");

將共享記憶體對映到使用者空間

data = (char *)mmap(NULL, data.length, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); 
if(data != MAP_FAILED){
printf("mmap sharemem success....");
memcpy(data.data,gucDotBuffer,length);
}else{
printf("mmap sharemem failed....'%s'",strerror(errno));
}

關閉對映並關閉共享記憶體檔案

munmap(data,length);
close(fd);