项目简介

本项目聚焦于 Android 系统内存管理，旨在通过编译 Android 内核、熟悉页面替换算法、获取目标进程的虚拟与物理地址以及实现全新页面替换算法，深入理解 Android 内存管理机制。

项目的主要特性和功能

1. 内核编译：完成 Android 内核编译并开启相关特性，为后续功能提供基础。
2. 地址获取：实现系统调用接口，开发 VATranslate 程序，可根据进程 ID 和虚拟地址获取物理地址。
3. 地址空间调查：实现 vm_inspector 程序，可指定进程 ID 和地址范围，转储目标进程的页表项以调查地址空间。
4. 算法替换：修改 Linux 内核的页面替换算法，添加新引用变量体现页面重要性，依据重要性管理和调度页面。

安装使用步骤

环境准备

确保已具备以下环境： - AVD（Android 虚拟设备）和 SDK（由 TA 提供） - Ubuntu 18.04 LTS 操作系统

编译内核

1. 将以下路径添加到环境变量 PATH 中： shell ANDROID_NDK_HOME/toolchains/arm-linux-androideabi-4.6/prebuilt/linux-x86_64/bin
2. 修改 KERNEL_SOURCE/goldfish 目录下的 Makefile，将以下内容进行修改： ARCH ?= arm CROSS_COMPILE ?= arm-linux-androideabi
3. 执行以下命令设置编译配置： shell make goldfish_armv7_defconfig
4. 依据 TA 提供的说明文件修改编译配置： shell sudo apt-get install ncurses-dev make menuconfig
5. 编译内核： shell make -j4

获取物理地址

1. 插入新模块： shell cd YOUR_DIR insmod MODULE_NAME.ko
2. 使用 VATranslate 程序获取物理地址： shell ./VATranslate #pid #VA
3. 可使用 cat /proc/#PID/maps 命令验证进程是否有虚拟内存信息。

调查进程地址空间

1. 插入模块后，使用 vm_inspector 程序转储目标进程的页表： shell vm_inspector #pid #begin_vaddr #end_vaddr
2. 可使用 ps | grep zygote 和 ps | grep calculator 命令查找进程 ID，使用 cat /proc/#pid/maps 命令获取进程的内存映射信息。

更改页面替换算法

1. 在 include/linux/mm_types.h 文件中，为 page 结构体添加 importance 变量。
2. 修改 mm/vmscan.c 文件中的 shrink_active_list 函数，依据页面的重要性移动页面。
3. 修改 mm/swap.c 文件中的 mark_page_accessed 函数，在引用页面时增加其重要性。
4. 运行基准测试程序测试新的页面替换算法： ```c

include

include

include

include

int main() { unsigned long p; unsigned long i, j; printf("Start to occupy 1GB memory.\n"); p = (unsigned long)malloc(1 << 15); if (!p) printf("Memory allocation failed.\n"); else { for (i = 0; i < (1 << 13); ++i) { p[i] = (unsigned long*)malloc(1 << 17); for (j = 0; j < 32; ++j) p[i][j << 10] = 0; } printf("Releasing after 1s.\n"); sleep(1); for (i = 0; i < (1 << 13); ++i) if(p[i]) free(p[i]); } if (p) free(p); return 0; } ```

实际操作时，请仔细参考相关文件和说明，遇问题可查看内核日志中的错误信息。

下载地址

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