一张图看明白手机设备内存管理

by Chen Jie of TinyLab.org 2015/7/12

一张源自『Memory Management in Tizen (pdf)』的图，介绍了地道的手机设备内存管理：

相机、codec、radio，由内核 V4L2 子系统处理，使用 VB2 (Video Buffer 2) 接口来管理设备内存。GPU 由 DRM 子系统处理，使用 GEM (the Graphics Execution Manager) 接口来管理设备内存。

跨子系统的设备内存共享，例如显示相机的一帧，从 V4L2 经 相机 App 到 DRM，借助 DMA-Buf(DMA buffer sharing) 机制。

当设备内存可以共享时，同步问题也随之而来。由此对 DMA-Buf 进一步引入了 DMA Fence。

对于手机而言，并无专用内存，即所有设备内存均从系统内存分配。因此落实上述设备内存，通常使用 CMA(Contiguous Memory Allocator)，@teawater 同学对 CMA 贡献了诸多改进，可参阅『Buddy 和 CMA 简介，以及在 Android 中实际使用 CMA 遇到问题的改进』。

CMA 用来分配连续物理内存，因此还有较大的限制。如果硬件足够高大上，即支持 IOMMU 机制，就可以摆脱这种限制。就像借助 MMU 单元，CPU 可以虚拟分页访问物理内存一样；借助 IOMMU 单元，IO 设备达到同样的目的。