目录
背景介绍
ION内存管理机制主要解决了以下几个关键问题：
ION的实际应用场景
背景介绍
ION是Android 4.0 ICS(Ice Cream Sandwich)引入的一个通用内存管理器，用于解决不同Android设备之间内存管理接口碎片化的问题。至少有三个或者更多类似PMEMM接口，在使用NVIDIA Tegra的Android设备上，有"NVMAP"；在使用TI OMAP的Android设备上有"CMEM"；在使用Qualcomm MSM的Android设备上有"PMEM"。
ION的核心作用是为Android提供一个高效、灵活且统一的共享内存管理机制，解决多硬件共享内存的需求，大幅提升系统在多硬件协作环境下的数据传递性能和开发效率。
ION内存管理机制主要解决了以下几个关键问题：
1. 多硬件之间的共享内存分配
在嵌入式系统中不同的硬件模块如CPU、GPU、视频编解码器、显示控制器等需要共享内存来处理数据。ION提供了一个统一的内存分配接口，简化了不同硬件之间的数据共享和通信。
2.取代PMEM，解决PMEM的局限性
早期Android使用PMEM（Physical Memory Allocator）管理共享内存，存在以下几个问题：
- 缺乏灵活性：PMEM通常需要为每种硬件预留固定的内存区域。
- 碎片化：由于固定区域分配，容易导致未使用内存浪费。
- 设备厂商依赖性强：厂商需要自己实现硬件特定的内存管理机制。
ION通过动态分配连续内存解决了这些问题，提供了更灵活的解决方案。
3.统一管理多个内存池
Android设备往往需要支持多种内存需求，如缓存、高速内存等。ION支持多个内存池（heaps），可以根据硬件需求和内存属性分配最合适的内存块。内存池可以针对具体的设备进行定制，同时保持通用接口。
4.跨硬件模块数据传输效率问题
在多媒体应用中（例如视频解码、视频播放、图像渲染、图像处理），需要在不同硬件模块之间快速传递大块数据。ION提供零拷贝（zero-copy）的共享机制，减少数据在不同内存区域之间的复制，大大提高了模块间数据传递性能。
5.解决内存泄漏与安全性问题
ION通过引用计数和生命周期管理避免了早期共享内存分配中的内存泄漏问题，同时，支持基于权限的内存访问控制，提高了系统安全性。
ION的实际应用场景
1. 视频解码和渲染
视频解码器解码后的帧数据需要传递到GPU进行渲染，ION提供高效共享内存分配。
2.Camera应用
摄像头模块捕获图像数据，直接传递到显示模块或存储设备。
3.游戏和图形处理
游戏应用中CPU和GPU需要频繁的共享Texture data，ION提供低延迟的数据共享能力。
android-4.14中ION的变化
Kernel 4.14大幅重构了ION内核模块，移除了ION中与其他内核框架的重叠部分，包括许多旧版无意义的ION ioctl。
1.移除了ION客户端和句柄
在4.12之前，使用ION的步骤，
2.添加缓存一致性ioctl
许多供应商图形内存分配器（gralloc）硬件抽象层实现会通过调用该模块来分配共享内存缓冲区。
ION Buffer的使用
用户空间
内核空间
ION的实现
Android版本和Kernel版本对照表
| Android 1.0/1.1 | 2.6.25 - 2.6.27 | 最早期版本。 |
| Android 1.5 (Cupcake) | 2.6.27 | 引入了更多手机优化和硬件支持。 |
| Android 1.6 (Donut) | 2.6.29 | 增强了多分辨率支持和改进多媒体。 |
| Android 2.0/2.1 (Eclair) | 2.6.29 - 2.6.32 | 增强了性能和对新硬件的支持。 |
| Android 2.2 (Froyo) | 2.6.32 | 改进了性能和内存管理。 |
| Android 2.3 (Gingerbread) | 2.6.35 | 为游戏和多媒体提供了更好的支持。 |
| Android 3.x (Honeycomb) | 2.6.36 | 专为平板电脑设计。 |
| Android 4.0 (ICS) | 3.0.1 - 3.0.8 | 开始支持 ION。 |
| Android 4.1/4.2/4.3 (JB) | 3.0.31 - 3.4.39 | 增强了多核 CPU 支持。 |
| Android 4.4 (KitKat) | 3.10 | 引入 ART 虚拟机作为测试功能。 |
| Android 5.0/5.1 (Lollipop) | 3.16 - 3.18 | 支持 64 位架构，提升性能和兼容性。 |
| Android 6.0 (Marshmallow) | 3.18 | 优化电池性能和权限管理。 |
| Android 7.0/7.1 (Nougat) | 3.18 - 4.4 | 引入 Vulkan API 和多窗口支持。 |
| Android 8.0/8.1 (Oreo) | 4.4 - 4.9 | 开始实施 Project Treble，改善系统更新效率。 |
| Android 9.0 (Pie) | 4.4 - 4.14 | 支持适配更多 AI 和机器学习功能。 |
| Android 10 | 4.9 - 4.14 | 改善了隐私和安全性，同时引入深色模式。 |
| Android 11 | 4.9 - 5.4 | 增强了 5G 支持和改进通知管理。 |
| Android 12 | 4.14 - 5.4 | 引入 Material You 设计语言，并优化性能。 |
| Android 13 | 4.19 - 5.10 | 支持新的蓝牙音频和隐私沙盒。 |
| Android 14 | 5.10 - 6.1（预测） | 进一步优化隐私和性能，支持最新硬件架构。 |
注: Android系统版本和Linux内核版本之间存在一定对应关系，但并不绝对绑定，Android内核版本可能会根据设备制造商和硬件需求调整。
