第十四章Android内核驱动——内存管理14.1 Low Memory Killer
基本原理
Android的Low Memory Killer是在标准linux kernel的OOM基础上修改而来的一种内存管理机制，当系统内存不足时，杀死Bad进程释放其内存。Bad进程的选择标准有两个：oom_adj 和占用内存的大小。oom_adj代表进程的优先级，数值越大，优先级越高，对应每个oom_adj 都有一个空闲内存的阈值。Android Kernel每隔一段时间会检查当前空闲内存是否低于某个阈值，如果是，则杀死oom_adj最大的Bad进程，如果有两个以上Bad进程oom_adj相同，则杀死其中占用内存最多的进程。
Low Memory Killer与OOM的区别
OOM即Out of Memory是标准linux Kernel的一种内存管理机制，Low Memory Killer在它基础上作了改进：
●OOM基于多个标准给每个进程打分，分最高的进程将被杀死；Low Memory Killer则用
oom_adj和占用内存的大小来选择Bad进程
●OOM在内存分配不足时调用，而Low Memory Killer每隔一段时间就会检查，一旦发现
空闲内存低于某个阈值，则杀死Bad进程。
Low Memory Killer的实现
drivers/staging/android/lowmemorykiller.c中，它是通过注册
Cache Shrinker是标准linux kernel回收内存页面的一种机制，它由监控，当空闲内存页面不足时，kswapd会调用注册的Shrinker回调函数，来回收内存页面。
register_shrinker会将lowmem_shrink加入Shrinker List中，被kswapd在遍历Shrinker List时调用，而Low Memory Killer的功能就是在lowmem_shrink中实现的。
lowmem_minfree保存空闲内存的阈值，单位是一个页面4K，lowmem_adj保存每个阈值对应的优先级。
lowmem_shrink首先计算当前空闲内存的大小，如果小于某个阈值，则以该阈值对应的优先级为基准，遍历各个进程，计算每个进程占用内存的大小，找出优先级大于基准优先级的进程，在这些进程中选择优先级最大的杀死，如果优先级相同，则选择占用内存最多的进程。
用户接口
设置空闲内存阈值的接口：/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree，设置对应优先级的接口：/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj，设置各个进程优先级的接口：/proc/<进程pid>/oom_adj。
从以上设置可以看出，将init进程oom_adj设置为-16，从而保证init进程永远不会被杀掉。
14.2
基本原理
Android 的Ashmem是一种共享内存的机制，它基于mmap系统调用，不同进程可以将同一段物理内存映射到各自的虚拟地址控制，从而实现共享。
Ashmem与mmap的区别
mmap通过映射同一个普通文件实现进程间共享内存，普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以像访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read，write等操作。进程在映射空间对共享内存的改变并不直接写回到磁盘文件中，在调用munmap后才执行此操作。可以通过调用msync实现磁盘上文件内存与共享内存区的内容一致。
Ashmem与mmap的区别在于Ashmem与cache shrinker关联起来，可以控制cache shrinker 在适当时机回收这些共享内存。
Ashmem的实现
Ashmem的源代码在mm/ashmem.c中，它通过注册Cache Shrinker回收内存，通过注册misc 设备提供open，mmap等接口，mmap则通过tmpfs创建文件来分配内存，tmpfs将一块内存虚拟为一个文件，这样操作共享内存就相当于操作一个文件。
Ashmem用两个结构体ashmem_area和ashmem_range来维护分配的内存，ashmem_area 代表共享的内存区域，ashmem_range则将这段区域以页为单位分为多个range。ashmem_area有个unpinned_list成员，挂在这个list上的range可以被回收。ashmem_range 有一个LRU链表，在cache shrink回收一个ashmem_area的某段内存时候，是根据LRU的原则来选择哪些页面优先被回收的。
Ashmem的基本结构如下图所示。
下面依次简单分析主要函数功能：
●ashmem_init
这是module初始化函数，Ashmem是作为一个模块实现的。该函数主要功能：
?调用kmem_cache_create分别创建struct ashmem_area和struct ashmem_range 的
slab cache
?调用misc_register注册ahsmem driver
?调用register_shrinker注册Ashmem的Cache Shrinker
●ashmem_open
标准misc设备的open函数。它调用kmem_cache_zalloc分配一个ashmem_area，并初始化各成员变量。
●ashmem_release
做与ashmem_open相反工作，释放tmpfs文件，ashmem_area及其ashmem_range。
●ashmem_mmap
mmap操作，主要就是调用shmem_file_setup从tmpfs文件系统中创建一个文件（实际上就
是一段RAM）给ashmem_area用，该文件代表着这段被共享的内存。Ashmem真正实现进程共享内存的机制是靠shmem这个linux标准机制提供的。
●ashmem_shrink
即Ashmem的cache shrink函数。它被mm/vmscan.c：：shrink_slab调用，或者被用户的ioctl 命令调用。这个函数从LRU链表上回收指定数目的unpinned ashmem_range。
●ashmem_ioctl
这个函数提供ioctl 接口，它实现了如下命令：
●ashmem_unpin
unpin一段内存。实现的方法很简单，就是分配一个ashmem_range，把它挂到ashmem_area -> unpinned_list上，并加到LRU链表上。
ashmem_pin
pin一段内存，从ashmem_area->unpinned_list上拿下这个ashmem_range，由此可知，被unpin的range才能被回收，pin的range则不能回收。
用户接口
Ashmem驱动创建了/dev/ashmem设备文件，进程A可通过open打开该文件，用ioctl命令
ASHMEM_SET_NAME和ASHMEM_SET_SIZE设置共享内存块的名字和大小，并将得到的handle传给mmap，来获得共享的内存区域，进程B通过将相同的handle传给mmap，获得同一块内存，handle在进程间的传递可通过Binder来实现。
14.3 Pmem
基本原理
Android Pmem是为了实现共享大尺寸连续物理内存而开发的一种机制，该机制对dsp，gpu 等部件非常有用。Pmem相当于把系统内存划分出一部分单独管理，即不被linux mm管理，实际上linux mm根本看不到这段内存。
Pmem与Ashmem的区别
xx
Pmem和Ashmem都通过mmap来实现共享内存，其区别在于Pmem的共享区域是一段连续的物理内存，而Ashmem的共享区域在虚拟空间是连续的，物理内存却不一定连续。dsp 和某些设备只能工作在连续的物理内存上，这样cpu与dsp之间的通信就需要通过Pmem来实现。
Pmem的实现
Pmem的源代码在drivers/misc/pmem.c中，Pmem驱动依赖于linux的misc device和platform driver框架，一个系统可以有多个Pmem，默认的是最多10个。Pmem暴露4组操作，分别是platform driver的probe和remove操作；misc device的fops接口和vm_ops操作。模块初始化时会注册一个platform driver，在之后probe时，创建misc设备文件，分配内存，完成初始化工作。
Pmem通过pmem_info，pmem_data，pmem_region三个结构体维护分配的共享内存，其中pmem_info代表一个Pmem设备分配的内存块，pmem_data代表该内存块的一个子块，pmem_region则把每个子块分成多个区域。pmem_data是分配的基本单位，即每次应用层要分配一块Pmem内存，就会有一个pmem_data来表示这个被分配的内存块，实际上在open 的时候，并不是open一个pmem_info表示的整个Pmem内存块，而是创建一个pmem_data 以备使用。一个应用可以通过ioctl来分配pmem_data中的一个区域，并可以把它map到进程空间；并不一定每次都要分配和map整个pmem_data内存块。
上面三个数据结构的关系可以用下面的图来表示
Pmem驱动会创建/dev/pme、/dev/adsp，实现了pmem_open，pmem_mmap，pmem_release 和pmem_ioctl，应用层可以通过open，mmap，close，ioctl来操作Pmem设备文件。其中ioctl支持的命令如下：
●PMEM_GET_PHYS 获取物理地址
●PMEM_MAP 映射一段内存
●PMEM_GET_SIZE 返回pmem分配的内存大小
●PMEM_UNMAP unmap一段内存
●PMEM_ALLOCATE 分配pmem空间，len 是参数，如果已分配则失败
●PMEM_CONNECT 将一个pmem file与其他相连接
●PMEM_GET_TOTAL_SIZE 返回pmem device内存的大小
用户接口
一个进程首先打开Pmem设备，通过ioctl(PMEM_ALLOCATE)分配内存，它mmap这段内存到自己的进程空间后，该进程成为master进程。其他进程可以重新打开这个pmem设备，通过调用ioctl(PMEM_CONNECT)将自己的pmem_data与master进程的pmem_data建立连接关系，这个进程就成为client进程。Client进程可以通过mmap将master Pmem中的一段或全部重新映射到自己的进程空间，这样就实现了共享Pmem内存。如果是GPU或DSP则可
以通过ioctl(PMEM_GET_PHYS)获取物理地址进行操作。
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android系统开发--HAL层开发基础 Android HAL层，即硬件抽象层，是Google响应厂家“希望不公开源码”的要求推出的新概念 1，源代码和目标位置 源代码：/hardware/libhardware目录,该目录的目录结构如下： /hardware/libhardware/hardware.c编译成libhardware.so，目标位置为/system/lib目录 /hardware/libhardware/include/hardware目录下包含如下头文件： hardware.h 通用硬件模块头文件 copybit.h copybit模块头文件 gralloc.h gralloc模块头文件 lights.h 背光模块头文件 overlay.h overlay模块头文件 qemud.h qemud模块头文件 sensors.h 传感器模块头文件 /hardware/libhardware/modules目录下定义了很多硬件模块 这些硬件模块都编译成xxx.xxx.so，目标位置为/system/lib/hw目录 2，HAL层的实现方式 JNI->通用硬件模块->硬件模块->内核驱动接口 具体一点：JNI->libhardware.so->xxx.xxx.so->kernel 具体来说：android frameworks中JNI调用/hardware/libhardware/hardware.c中定义的hw_get_module函数来获取硬件模块， 然后调用硬件模块中的方法，硬件模块中的方法直接调用内核接口完成相关功能 3,通用硬件模块(libhardware.so) (1)头文件为：/hardware/libhardware/include/hardware/hardware.h 头文件中主要定义了通用硬件模块结构体hw_module_t，声明了JNI调用的接口函数 hw_get_module hw_module_t定义如下： typedef struct hw_module_t { /** tag must be initialized to HARDWARE_MODULE_TAG */ uint32_t tag; /** major version number for the module */ uint16_t version_major; /** minor version number of the module */ uint16_t version_minor; /** Identifier of module */ const char *id; /** Name of this module */ const char *name;
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Android驱动---LED驱动的编写 1.编写Android驱动时，首先先要完成Linux驱动，因为android驱动其实是在linux驱动基础之上完成了HAL层（硬件抽象层），如果想要测试的话，自己也要编写Java程序来测试你的驱动。 2.android的根文件系统是eclair_2.1版本。我会上传做好的根文件系统提供大家。这里要说的是，android底层内核还是linux的内核，只是进行了一些裁剪。做好的linux内核镜像，这个我也会上传给大家。android自己做了一套根文件系统，这才是android自己做的东西。android事实上只是做了一套根文件系统罢了。 假设linux驱动大家都已经做好了。我板子上有四个灯，通过ioctl控制四个灯，给定不同的参数，点亮不同的灯。 linux驱动代码因平台不同而有所不同，这就不黏代码了。 这是我测试linux驱动编写的驱动，代码如下： [cpp] view plaincopy #include
Megan简历 工作经历 XX有限公司2016年09月- 2019年10月Android/Linux驱动开发工程师 带领驱动开发团队进行DM8127平台的定制开发，完成inux内核/uboot移植，外围驱动移植与开发， 基于IPNCRDK 搭建视频采集，降噪，编码、输出的数据流。配合应用团队实现智能交通抓拍业务。负责技术方案的预研和选型。负责软件版本需求评估、实现评估，工作分配，版本构建和发布、测试故障指派和处理等。 负责Atmel maxtouch电容触摸产品线技术开发与支持，包括Android驱动开发支持和项目性能调试和优化等。负责MIPI 桥接芯片和DDI显示驱动芯片技术支持。负责团队的建设和协调，以及开发进度的跟踪。 XX有限公司 2014年07月- 2016年08月Android/Linux驱动开发工程师 负责几款公司开发的ARM+DSP多媒体处理器芯片的测试、应用开发；这几款芯片广泛应用于Android平板电脑、微型投影机、电子书、MID等领域。 熟悉codec图像编解码算法，dsp底层算法库，主要用汇编开发，独立解决了编解码双核调度的问题。熟练使用c/c++。阅读过Android操作系统ion源码 公司ti平台开发板WinCE系统BSP，公司ti和freescale平台开发板的Android系统BSP开发和驱动开发，负责开发了一个RTSP流媒体的流媒体，把上级领导交代的工作尽快做好，提高工作效率。 教育经历 成都信息工程学院2010年09月- 2014年06月电子科学与技术本科 成都其他 技能：Dsp，Word，C/C++，Wince，Excel，Android，操作系统，办公软件 语言：普通话二级甲等证书
Android之蓝牙驱动开 发总结
二Android Bluetooth架构 (1) 2.1 Bluetooth架构图 (1) 2.2 Bluetooth代码层次结构 (3) 三Bluetooth协议栈分析 (4) 3.1 蓝牙协议栈 (4) 3.2 Android与蓝牙协议栈的关系 (5) 四Bluetooth之HCI层分析 (5) 4.1 HCI层与基带的通信方式 (6) 4.2 包的分析及研究 (7) 4.3 通信过程的研究与分析 (8) 五Bluetooth之编程实现 (8) 5.1 HCI层编程 (8) 5.2 L2CAP层编程 (10) 5.3 SDP层编程 (12) 六Bluetooth之启动过程实现 (13) 6.1 Bluetooth启动步骤 (14) 6.2 Bluetooth启动流程 (14) 6.3 Bluetooth数据流向 (14) 6.4 Bluez控制流程 (14) 6.5 Bluetooth启动过程分析 (15) 七Bluetooth之驱动移植 (15) 7.1 android系统配置 (15) 7.2 启动项修改 (16) 7.3 电源管理rfkill驱动 (16) 7.4 Rebuild Android image and reboot (16) 7.5 实现BT睡眠唤醒机制 (16) 7.6 系统集成 (17) 八Bluetooth之调试与编译 (17) 8.1 Bluetooth驱动调试 (17)
九Bluetooth之应用程序开发 (18) 9.1 Bluetooth的API开发 (18) 9.2 The Basics开发 (18) 9.3 Bluetooth Permissions开发 (19) 9.4 Setting Up Bluetooth服务 (19) 9.5 Finding Devices服务 (20) 9.6 Connecting Devices服务 (22) 9.7 Managing a Connection服务 (26) 9.8 Working with Profiles服务 (28) 十总结与疑问 (29)
Android 开发之---- 底层驱动开发(一) 说到android 驱动是离不开Linux驱动的。Android内核采用的是Linux2.6内核（最近Linux 3.3已经包含了一些Android代码）。但Android并没有完全照搬Linux系统内核，除了对Linux进行部分修正，还增加了不少内容。android 驱动主要分两种类型：Android专用驱动和Android使用的设备驱动（linux）。Android 专有驱动程序： 1）Android Ashmem 匿名共享内存；为用户空间程序提供分配内存的机制，为进程间提供大块共享内存，同时为内核提供回收和管理这个内存。 2）Android Logger 轻量级的LOG（日志）驱动； 3）Android Binder 基于OpenBinder框架的一个驱动； 4）Android Power Management 电源管理模块； 5）Low Memory Killer 低内存管理器； 6）Android PMEM 物理内存驱动； 7）USB Gadget USB 驱动（基于gaeget 框架）； 8）Ram Console 用于调试写入日志信息的设备； 9）Time Device 定时控制设备； 10）Android Alarm 硬件时钟； Android 上的设备驱动（linux）： 1）Framebuff 显示驱动； 2）Event 输入设备驱动； 3）ALSA 音频驱动； 4）OSS 音频驱动； 5）v412摄像头：视频驱动； 6）MTD 驱动； 7）蓝牙驱动； 8）WLAN 设备驱动； Android 专有驱动程序 1.Android Ashmem 为用户空间程序提供分配内存的机制，为进程间提供大块共享内存，同时为内核提供回收和管理这个内存。 设备节点：/dev/ashmen .主设备号10. 源码位置：include/linux/ashmen.h Kernel /mm/ashmen.c 相比于malloc和anonymous/named mmap等传统的内存分配机制，其优势是通过内核驱动提供了辅助内核的内存回收算法机制（pin/unoin）
Android驱动开发示例及系统编译 1基础部分 在Ubuntu上下载、编译和安装Android最新源代码 看完了前面说的几本书之后，对Linux Kernel和Android有一定的认识了，是不是心里蠢蠢欲动，想小试牛刀自己编译一把Android源代码了呢？一直习惯使用Windows系统，而Android源代码是不支持在Windows上编译上，于是决定使用虚拟机安装Ubuntu，然后下载、编译和安装Android源代码。 一. 环境准备 1. 磁盘空间预留20G左右，存3G，因为一边要跑主机，一边要跑虚拟机，存要求还是比较高的，这样才会比较流畅。 2. 安装VMWare 7.1.4。我的操作系统是Win7，VMWare的版本要新一点的，旧版本的VMWare在网络支持上比较差，由于要在虚拟机上下载Android源代码，没有网络是万万不行的。 3. 安装好VMWare后，接下来就安装Ubuntu系统了。我选择目前最新的版本ubuntu-11.04-alternate-i386，从网上查到的资料说，要编译Android源代码，Ubuntu 的最低版本是8.04。下载好后，安装时采用一直默认安装即可。 4. 安装Git工具。Android源代码采用Git工具来管理，与SVN相比，这是一种分布式的源代码管理工具，而SVN是集中式的源代码管理工具。要安装Git工具，在Ubuntu上执行以下命令即可： USER-NAMEMACHINE-NAME:~$ sudo apt-get install git-core gnupg 5. 安装Java SDK。在Ubuntu上执行以下命令： USER-NAMEMACHINE-NAME:~$ sudo add-apt-repository ppa:ferramroberto/java USER-NAMEMACHINE-NAME:~$ sudo apt-get update USER-NAMEMACHINE-NAME:~$ sudo apt-get install sun-java6-jre sun-java6-plugin USER-NAMEMACHINE-NAME:~$ sudo apt-get install sun-java6-jdk 6. 依赖的其它包。在Ubuntu上执行以下命令： USER-NAMEMACHINE-NAME:~$ sudo apt-get install flex bison gperf libsdl-dev libesd0-dev libwxgtk2.6-dev build-essential zip curl
学习android wifi开发已经一周了，今天开始立帖，将每天的学习成果贴出来，以备以后查阅，从framework 到wpa_supplicant的适配层（wifi.c）网上介绍的帖子很多，而且本身也并不复杂，其中framework部分需要注意的是wifiService和wifiMoniter两部分，这两快一个是转发AP的CMD另一个是接收来自 wpa_supplicant的CMD。他们与本地库的连接都是通过JNI方法，具体实现方法在 android_net_wifi_Wifi.cpp中。在这个文件中可以大致看出AP会给wpa_supplicant下哪些命令。这些命令通过wifi.c的wifi_command发送给wpa_supplicant，在发送命令的过程中实际是调用wpa_ctrl_request 来完成命令发送的，wpa_ctrl_request是通过socket的方式与wpa_supplicant进行通信的，然后通过wpa_ctrl_recv来接收来自wpa_supplicant的命令，并返回标识给wifi_wait_for_event。 但是命令发到wpa_supplicant后的流程网上提到的资料就非常少了，不过由于wpa_supplicant是一个标准的开源项目，已经被移植到很多平台上，它中间的过程我暂时还没有去细看。比较关心的是 wpa_supplicant在接收到上层的命令后是怎么将命令发给DRIVER的，DRIVER在接收到命令后的解析的动作以及之后调用驱动功能函数的流程以及驱动对寄存器控制的细节。由于需要注意代码保密，之后不会提及具体使用了哪块WIFI芯片也不会提及此WIFI DRIVER是在什么平台什么产品。 先贴一张wpa_supplicant的标准结构框图：