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

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：

l PMEM_GET_PHYS获取物理地址

l PMEM_MAP映射一段内存

l PMEM_GET_SIZE返回pmem分配的内存大小

l PMEM_UNMAPunmap一段内存

l PMEM_ALLOCATE分配pmem空间，len 是参数，如果已分配则失败

l PMEM_CONNECT将一个pmem file与其他相连接

l 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