Android系统的Ashmem匿名共享内存系统分析（1）- Ashmem驱动

声明

• 其实对于Android系统的Ashmem匿名共享内存系统早就有分析的想法，记得2019年6、7月份Mr.Deng离职期间约定一起对其进行研究的，但因为我个人问题没能实施这个计划，留下些许遗憾…
• 文中参考了很多书籍及博客内容，可能涉及的比较多先不具体列出来了；
• 本文使用的代码是LineageOS的cm-14.1，对应Android 7.1.2，可以参考我的另一篇博客：cm-14.1 Android系统启动过程分析（1）-如何下载Nexus5的LineageOS14.1(cm-14.1)系统源码并编译、刷机

1 概述

  Android系统中提供了独特的匿名共享内存子系统Ashmem (Anonymous Shared Memory)，它以驱动程序的形式实现在内核空间中。Ashmem有如下两个特点：

• 能够辅助内存管理系统来有效地管理不再使用的内存块。
• 通过 Binder进程间通信机制来实现进程间的内存共享。

  对于 Android 系统的匿名共享内存子系统来说，其主体是以驱动程序的形式实现在内核空间的，同时，在系统 Native 层提供了 C/C++ 调用接口和 Framework 层提供了 Java 调用接口。其实对于 Android 系统中的应用程序框架层的 Java 调用接口来说，是通过 JNI 方法来调用 Native 层的 C/C++ 调用接口，最后需要进入到内核空间的 Ashmem 驱动程序中去。
  Android 系统中的匿名共享内存 Ashmem 驱动程序，利用 Linux 的共享内存子系统导出的接口来实现自己的功能。在 Android 系统匿名共享内存系统中，其核心功能是实现创建 (open)、映射(mmap)、读写(read/write)以及锁定和解锁(pin/unpin)。在学习Ashmem之前建议复习下Linux中的内存映射、共享内存相关知识。

  作为Android Native层+Framework层开发者而言，对内核的研究就不深入了，这里详细可参考《深入解析Android 虚拟机》的第5章，而且对于驱动这种底层代码很少改动，很多Android系统相关书籍对这部分的分析也都大同小异。在我这篇中先列出标题，通过这些标题也大致知道Ashmem驱动做了哪些操作，有时间再做分析。

2 基础数据结构

3 初始化处理

4 打开匿名共享内存设备文件

5 实现内存映射

6 实现 r/w 操作

7 实现 pin/unpin

8 回收内存块