Android内核源码阅读---ashmem.c
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。目前最新的开源版本是 Android2.3 ，它是基于 Linux-2.6.35 的，它于 2010 年 12 月 7 日公布。
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_headunpinned_list;
- struct file*file;
- size_t size;
- unsignedlong prot_mask;
- };
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_headlru;
- struct list_headunpinned;
- struct ashmem_area*asma;
- size_t pgstart;
- size_t pgend;
- unsignedint purged;
- };
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);
- static unsigned long lru_count;
static unsigned long lru_count; / * LRU 链表计数器 */
- static DEFINE_MUTEX(ashmem_mutex);
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;/
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;
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：
- #definerange_size(range)((range)->pgend-(range)->pgstart+1)
#define range_size(range) ((range)->pgend - (range)->pgstart + 1) /* 用来返回 unpinned 页的 size */
- #definerange_on_lru(range)((range)->purged==ASHMEM_NOT_PURGED)
#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 */
- #definepage_range_subsumes_range(range,start,end)(((range)->pgstart>=(start))&&((range)->pgend<=(end)))
#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 */
- #definepage_range_subsumed_by_range(range,start,end)(((range)->pgstart<=(start))&&((range)->pgend>=(end)))
#define page_range_subsumed_by_range(range, start, end) (((range)->pgstart <= (start)) && ((range)->pgend >= (end))) /* 判断是否在页外 */
- #definepage_in_range(range,page)(((range)->pgstart<=(page))&&((range)->pgend>=(page)))
#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 */
- #definepage_range_in_range(range,start,end)(page_in_range(range,start)||page_in_range(range,end)||page_range_subsumes_range(range,start,end))
#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 */
- #definerange_before_page(range,page)((range)->pgend<(page))
#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)
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)
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)
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,
- unsignedint purged, size_t start, size_t end)
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)
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_operationsashmem_fops={
- .owner=THIS_MODULE,
- .open=ashmem_open,
- .release=ashmem_release,
- .mmap=ashmem_mmap,
- .unlocked_ioctl=ashmem_ioctl,
- .compat_ioctl=ashmem_ioctl,
- };
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)
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)
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)
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)
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;
- }
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; } 其中 ashmem_ioctl 函数可以实现的功能有：
① ASHMEM_SET_NAME 设置名称，调用 set_name 函数。
② ASHMEM_GET_NAME 获取名称，调用 get_name 函数。
③ ASHMEM_SET_SIZE 设置 ashmem 的大小，通过改变 ashmem_area 中的成员变量设置。
④ ASHMEM_GET_SIZE 获得 ashmem 的大小，通过读 ashmem_area 的成员变量获取。
⑤ ASHMEM_SET_PROT_MASK 设置 prot_mask ，调用 set_prot_mask 函数。
⑥ ASHMEM_GET_PROT_MASK 获取 prot_mask ，通过读 ashmem_area 的成员变量获取。
⑦ ASHMEM_PIN 使用 pin 语法，调用 ashmem_pin_upin 函数，通过判断再调用 ashmem_pin 函数。
⑧ ASHMEM_UNPIN 使用 upin 语法，调用 ashmem_pin_upin 函数，通过判断再调用 ashmem_upin 函数。
⑨ ASHMEM_GET_PIN_STATUS 获取 pin 状态，调用 ashmem_pin_upin 函数，通过判断再调用 ashmem_get_pin_status 函数。
⑩ASHMEM_PURGE_ALL_CACHES " 净化 " 所有 cache ，调用 ashmem_shrink 函数。
(4) 模块函数：定义模块的入口函数和出口函数。
static int __init ashmem_init (void)
/* 模块编程的规范，入口函数 */
static void __exit ashmem_exit (void)
/* 模块编程的规范，出口函数 */
原文地址: http://blog.csdn.net/wzyhb123456789/archive/2010/12/27/6101192.aspx