art的bitmap使用

bitmap的原理

bitmap是一块内存，利用其中的每一位去标记对应的内存是否被使用，1为被使用，0位没有使用。

 

SpaceBitmap

art中使用SpacBitmap 对heap进行标记，我们看下spaceBitmap的重要逻辑

a. Creat函数初始化

-----------Create------------------------------------------------- SpaceBitmap<kAlignment>* SpaceBitmap<kAlignment>::Create(const std::string& name, uint8_t* heap_begin, size_t heap_capacity) {     //bitmap_size（标记heap_capacity大小需要的 字节数）     const size_t bitmap_size = ComputeBitmapSize(heap_capacity);     |____________________ComputeBitmapSize ________________________________________________________________________________________________     //理论上我们1个bit标记一个kAlignment大小字节的内存，而我们不能直接创建对象操作bit，这里利用intptr_t 和 uintptr_t数据类型。     //标记的时候我们一般先找到内存对应bitmap所在的uintptr_t 对象位置，然后在针对uintptr_t对象进行按位操作。     //这里这份size计算如下：capacity 代表标记的heap大小，单位是字节     size_t SpaceBitmap<kAlignment>::ComputeBitmapSize(uint64_t capacity) {         // kBitsPerIntPtrT代表一个intptr_t 数据类型占用多少位，32位平台是32,64位平台是64，kAlignment  kAlignment是bit标记的内存大小，         //一般标记object 是8byte，而标记page是4byte。 假设64位平台标记object，一个intptr_t 对象可以标记8*64=512字节         const uint64_t kBytesCoveredPerWord = kAlignment * kBitsPerIntPtrT;          //这个主要是对capacity 补位到kBytesCoveredPerWord 的整数倍，然后再属于intptr_t大小得到需要的bitmap大小。         return  (RoundUp(capacity, kBytesCoveredPerWord) / kBytesCoveredPerWord) * sizeof(intptr_t);     }     |_______________________________________________________________________________________________________________________________________________     //通过MapAnonymous创建一块内存给SpaceBitmap进行标记     MemMap mem_map = MemMap::MapAnonymous(name.c_str(),bitmap_size,PROT_READ | PROT_WRITE,/*low_4gb=*/ false,&error_msg);     return CreateFromMemMap(name, std::move(mem_map), heap_begin, heap_capacity); } template<size_t kAlignment> SpaceBitmap<kAlignment>* SpaceBitmap<kAlignment>::CreateFromMemMap(const std::string& name, MemMap&& mem_map, uint8_t* heap_begin, size_t heap_capacity) {     uintptr_t* bitmap_begin = reinterpret_cast<uintptr_t*>(mem_map.Begin());     const size_t bitmap_size = ComputeBitmapSize(heap_capacity);     //我们根据创建的mem_map，调用SpaceBitmap构造函数，初始化     //----bitmap_begin      SpaceBitmap内存基地址     //----bitmap_size         SpaceBitmap的内存大小     //----heap_begin          标记的heap的内存基地址     //----heap_capacity      标记的heap的大小     return new SpaceBitmap(name, std::move(mem_map), bitmap_begin, bitmap_size, heap_begin, heap_capacity); }

 

  

b.标记函数set  和清除函数 ，传入对象的地址

bool Set(const mirror::Object* obj) ALWAYS_INLINE {     return Modify<true>(obj); }   bool Clear(const mirror::Object* obj) ALWAYS_INLINE {     return Modify<false>(obj); } template<size_t kAlignment> template<bool kSetBit> inline bool SpaceBitmap<kAlignment>::Modify(const mirror::Object* obj) {     //将obj的地址转换为uintptr_t 对象     uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(obj);     //计算obj相对于heap基地址的偏移     const uintptr_t offset = addr - heap_begin_;     //根据偏移大小计算标记位在spaceBitmap中uintptr_t 对象的位置     const size_t index = OffsetToIndex(offset);     //根据偏移大小计算标记bit位在uintptr_t 对象中的位置，也就是mask 对象中对应的bit位为1，其他bit位为0     const uintptr_t mask = OffsetToMask(offset);     //根据index 取出对应标记uintptr_t对象atomic_entry     Atomic<uintptr_t>* atomic_entry = &bitmap_begin_[index];     //读出atomic_entry 的值     uintptr_t old_word = atomic_entry->load(std::memory_order_relaxed);     if (kSetBit) {//set是true，clear是false         if ((old_word & mask) == 0) {//没有被标记这个判断为0，则进行标记             atomic_entry->store(old_word | mask, std::memory_order_relaxed);         }     } else {         清除标记，对应位置1=0         atomic_entry->store(old_word & ~mask, std::memory_order_relaxed);     }     return (old_word & mask) != 0; }

 

 

c.遍历函数Walk

template<size_t kAlignment> template<typename Visitor> void SpaceBitmap<kAlignment>::Walk(Visitor&& visitor) {     //计算目前使用的heap对应的bitmap大小     uintptr_t end = OffsetToIndex(HeapLimit() - heap_begin_ - 1);                 Atomic<uintptr_t>* bitmap_begin = bitmap_begin_;     //遍历bitmap的uintptr_t 对象     for (uintptr_t i = 0; i <= end; ++i) {         //取出uintptr_t 值         uintptr_t w = bitmap_begin[i].load(std::memory_order_relaxed);         if (w != 0) {//对应的uintptr_t 有bit位为1，也就是有对应的标记对象             uintptr_t ptr_base = IndexToOffset(i) + heap_begin_;//找到uintptr_t 标记对象的偏移地址，然后+base得到实际地址             do {                 //找到uintptr_t 不为0的第一个位置，低位开始                 const size_t shift = CTZ(w);                 //拿到shift 标记的内存的地址，并转化为object对象                 mirror::Object* obj = reinterpret_cast<mirror::Object*>(ptr_base + shift * kAlignment);                 //回调visitor函数                 visitor(obj);                 w ^= (static_cast<uintptr_t>(1)) << shift;//把对应位置0，好继续找下一个非0位             } while (w != 0);         }     } }

HeapBitMap

它是一个辅助类，里面存了两个重要的对象

// Bitmaps covering continuous spaces.
std::vector<ContinuousSpaceBitmap*,TrackingAllocator<ContinuousSpaceBitmap*, kAllocatorTagHeapBitmap>>continuous_space_bitmaps_;

// Sets covering discontinuous spaces.
std::vector<LargeObjectBitmap*,TrackingAllocator<LargeObjectBitmap*, kAllocatorTagHeapBitmapLOS>>large_object_bitmaps_;