【内存管理】ION内存管理器浅析（system contig heap）教程

system contig heap与system heap

• 从代码中我们看到system contig heap与system heap同属一个文件中，ion\_system\_heap.c
• 相同点：它们都是根据用户传递的字节len，转换成order，从buddy中申请内存页
• 不同点：

1. contig heap申请的是连续内存页，最大能到order 10（受限于buddy）。而system heap就只能通过order 8/4/0三种拼凑出来，凑够用户需要的内存
2. contig heap没有自己的内存pool，释放时直接返还给buddy。system heap有自己的pool（分为order 8/4/0）。

system contig heap创建

//指定heap name，heap type和ops
static struct ion_heap *__ion_system_contig_heap_create(void)
{
    struct ion_heap *heap;

    heap = kzalloc(sizeof(*heap), GFP_KERNEL);
    if (!heap)
        return ERR_PTR(-ENOMEM);
    heap->ops = &kmalloc_ops;
    heap->type = ION_HEAP_TYPE_SYSTEM_CONTIG;
    heap->name = "ion_system_contig_heap";
    return heap;
}

static int ion_system_contig_heap_create(void)
{
    struct ion_heap *heap;

    heap = __ion_system_contig_heap_create();
    if (IS_ERR(heap))
        return PTR_ERR(heap);
    //添加到ion dev，并且在/d/ion/heaps目录下创建debug节点，节点名以heap name命名："ion_system_contig_heap"
    ion_device_add_heap(heap);
    return 0;
}
//开机过程中，驱动加载时创建，当然这只是参考代码，具体还要看不同平台的具体实现
device_initcall(ion_system_contig_heap_create);

system contig heap内存分配

static struct ion_heap_ops kmalloc_ops = {
    .allocate = ion_system_contig_heap_allocate,
    .free = ion_system_contig_heap_free,
    .map_kernel = ion_heap_map_kernel,
    .unmap_kernel = ion_heap_unmap_kernel,
    .map_user = ion_heap_map_user,
};

• ion\_system\_contig\_heap\_allocate()函数分配：

直接从buddy中分配连续的内存块

static int ion_system_contig_heap_allocate(struct ion_heap *heap,
                       struct ion_buffer *buffer,
                       unsigned long len,
                       unsigned long flags)
{
    int order = get_order(len);
    struct page *page;
    struct sg_table *table;
    unsigned long i;
    int ret;
    //直接从buddy中分配内存页
    //分配的内存页是可能比实际请求的大的，比如申请len是3个page大小，那么order就为2，实际申请了4个page
    page = alloc_pages(low_order_gfp_flags, order);
    if (!page)
        return -ENOMEM;
    //将申请到的连续内存页分割成一页页
    split_page(page, order);

    //由于在分配时可能多分配，因此需要将多余的page释放回去。比如申请3个page，实际分配了4个
    len = PAGE_ALIGN(len);
    for (i = len >> PAGE_SHIFT; i < (1 << order); i++)
        __free_page(page + i);
    //接着申请sg_table
    table = kmalloc(sizeof(*table), GFP_KERNEL);
    if (!table) {
        ret = -ENOMEM;
        goto free_pages;
    }
    //由于是连续的内存，因此只需要申请一个scatterlist
    ret = sg_alloc_table(table, 1, GFP_KERNEL);
    if (ret)
        goto free_table;
    //将连续内存首页地址存到sg_table中
    sg_set_page(table->sgl, page, len, 0);

    buffer->sg_table = table;

    return 0;

free_table:
    kfree(table);
free_pages:
    for (i = 0; i < len >> PAGE_SHIFT; i++)
        __free_page(page + i);

    return ret;
}

system contig heap内存释放

• ion\_system\_contig\_heap\_free()函数：

将内存全部返还给buddy

static void ion_system_contig_heap_free(struct ion_buffer *buffer)
{
    struct sg_table *table = buffer->sg_table;
    struct page *page = sg_page(table->sgl);
    unsigned long pages = PAGE_ALIGN(buffer->size) >> PAGE_SHIFT;
    unsigned long i;
    //释放时就直接将内存页归还给buddy
    for (i = 0; i < pages; i++)
        __free_page(page + i);
    sg_free_table(table);
    kfree(table);
}

• 完