Android系统匿名共享内存Ashmem（Anonymous Shared Memory）驱动

在这篇Android系统匿名共享内存Ashmem（Anonymous Shared Memory）简要介绍和学习计划中，我们简要介绍了Android系统的匿名共享内存机制，其中，简要提到了它具有辅助内存管理系统来有效地管理内存的特点，但是没有进一步去了解它是如何实现的。在本文中，我们将通过分析Android系统的匿名共享内存Ashmem驱动程序的源代码，来深入了解它是如何辅助内存管理系

Android系统的匿名共享内存Ashmem机制并没有自立山头，从头搞一套自己的共享内存机制，而是建立在Linux内核实现的共享内存的基础上的。与此同时，它又向Linux内存管理系统的内存回收算法注册接口，告诉Linux内存管理系统它的某些内存块不再使用了，可以被回收了，不过，这些不再使用的内存需要由它的使用者来告诉Ashmem驱动程序。通过这种用户-Ashmem驱动程序-内存管理系统三者的紧密合作，实现有效的内存管理机制，适合移动设备小内存的特点。

Android系统的匿名共享内存Ashmem驱动程序利用了Linux的共享内存子系统导出的接口来实现自己的功能，因此，它的实现非常小巧，总共代码不到700行。虽然代码很少，但是这里不打算机械式地一行一行地阅读和分析Ashmem驱动程序的源代码，而是通过使用情景来分析，这样可以帮助我们清晰地理解它的实现原理。我们这里所说的使用情景，将从Android系统的应用程序框架层提供的匿名共享内存接口开始，经过系统运行时库层，最终到达驱动程序层，通过这样一个完整的过程来理解Android系统的匿名共享内存Ashmem机制。这里，我们将从这篇文章Android系统匿名共享内存Ashmem（Anonymous Shared Memory）简要介绍和学习计划介绍的Android应用程序框架层提供MemoryFile接口开始，分别介绍Android系统匿名共享内存的创建（open）、映射（mmap）、读写（read/write）以及锁定和解锁（pin/unpin）四个使用情景。

在进入到这个四个使用情景前，我们先来看一下Ashmem驱动程序模块的初始化函数，看看它给用户空间暴露了什么接口，即它创建了什么样的设备文件，以及提供了什么函数来操作这个设备文件。Ashmem驱动程序实现在kernel/common/mm/ashmem.c文件中，它的模块初始化函数定义为ashmem_init：

1. static struct file_operations ashmem_fops = {  
2.     .owner = THIS_MODULE,  
3.     .open = ashmem_open,  
4.     .release = ashmem_release,  
5.     .mmap = ashmem_mmap,  
6.     .unlocked_ioctl = ashmem_ioctl,  
7.     .compat_ioctl = ashmem_ioctl,  
8. };  
9.   
10. static struct miscdevice ashmem_misc = {  
11.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  
12.     .name = "ashmem",  
13.     .fops = &ashmem_fops,  
14. };  
15.   
16. static int __init ashmem_init(void)  
17. {  
18.     int ret;  
19.   
20.     ......  
21.   
22.     ret = misc_register(&ashmem_misc);  
23.     if (unlikely(ret)) {  
24.         printk(KERN_ERR "ashmem: failed to register misc device!\n");  
25.         return ret;  
26.     }  
27.   
28.     ......  
29.   
30.     return 0;  
31. }