RK平台RAM和ROM容量计算

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RK平台RAM和ROM容量计算

1. RAM 简介

RAM（random access memory），随机存取存储器，又称作“随机存储器”，对于Android设备来说，它还有一个更通俗常见的名称，叫 运行内存（简称运存）。一般来说，主流的Android设备有512M、768M、1G、2G等容量，现在高配手机都已经有3G、4G运行内存了。运行内存，通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质，也称作系统内存。就好比计算机中的内存条，如果内存条容量越大，计算机就有更多的内存来存储同时运行的任务，这样系统响应的速度也就越快，RAM在手机中就起到了这个作用。

拿RAM容量来说，其容量又分标称容量、实际容量和可用容量三种。标称容量即市场上一些手机厂商宣称的设备参数的容量，即运行内存1G、2G、4G这些。而事实上，实际容量肯定会比标称容量少一些，这其除了一些小量的损耗（算法、颗粒的不同）之外，部分手机还会被GPU占用一部分RAM。

1GB的设备看到的实际容量会是0.7 GB ~ 0.8 GB。而可用容量又会比实际容量再少一些，因为系统本身以及后台程序也需要占用一部分内存。

那么，怎么获取运行内存（RAM）的标称容量与实际容量呢？下面，以一块RK3188的Android开发板，来简单介绍一下。
　　

1.1 RAM 实际容量的计算

我们知道，在linux下面，可以通过以下命令查看系统内存信息。

cat /proc/meminfo

Android内核是基于Linux的二次开发，当然也可以通过此命令进行内存参数的查看。例如：1 GB内存的Android设备情况如下所示：

以上信息中，我们在这里只需要重点关注 MemTotal 和 MemFree， 即RAM实际容量和RAM可用容量。

• MemTotal: 运行内存实际容量，所有可用RAM大小（即物理内存减去一些预留位和内核的二进制代码大小），这个就是我们前面说的RAM实际容量了。

• MemFree: 运行内存剩余容量，LowFree与HighFree的总和，留着未使用的内存，，这个就是我们前面说的RAM可用容量了。

因此，通过查看/proc/meminfo，便可获得设备运行内存的实际容量。

shell环境下，可以通过以下命令截取RAM实际容量：

cat /proc/meminfo |grep MemTotal|awk '{print $2" "$3}'

JAVA环境下：

   /**
     * 获取运行内存实际容量(KB)
     * 
     */
    public static double getMemTotalSize() {

        double memorySize =  1 * 1024 * 1024;//1GB;
        BufferedReader bufferedReader = null;
        File file = new File("/proc/meminfo");
        if(file.exists()) {
            try {
                bufferedReader = new BufferedReader(new FileReader("/proc/meminfo"), 8192);
                String line = null;
                String content = null;
                while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                    if(line.indexOf("MemTotal:") != -1) {
                        content = line.substring(line.indexOf("MemTotal:"));
                        memorySize = Double.parseDouble(content.replaceAll("\\D+", ""));
                        //Log.i(TAG, "get memory size: " + memorySize + " KB");
                        break;
                    }
                }
            } catch (IOException e) {
                Log.w(TAG, "couldn't get memory size in " + MEMORY_PATH + ",memory size defaults to 1GB.");
                memorySize = DEFAULT_MEMORY_SIZE_IN_KB;
            } finally {
                if (bufferedReader != null) {
                    try {
                        bufferedReader.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }else {
            Log.w(TAG, MEMORY_PATH + " not exist, memory size defaults to 1GB.");
            memorySize=DEFAULT_MEMORY_SIZE_IN_KB;
        }
        return memorySize;
    }

RAM可用容量也可以通过以上类似的方式进行获取。

另外说一下，Android本身也提供了标准API用于获取运存信息：

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1.2 RAM 标称容量的计算

那么，RAM 标称容量呢，比如设备厂商宣称的 1GB, 2GB这些参数，又该如何获取？查找了一番，发现Android（RK平台）并没有直接提供直接的API用于获取RAM标称容量，怎么办呢？
想到一个折衷的办法，如上面所说，1GB内存标称的设备，实际容量有700MB左右。那么，对获取到的实际容量进行向上取整处理，便可以得到盒子的标称内存。至于向上取整可以使用Math类提供的ceil函数实现，如下方式获取。（没有办法的办法）

    /**
     * 获取运行内存标称容量(GB)
     * 
     */
    public static String getMemNominalSize() {
        String size= String.format("%.2f",Math.ceil(getMemTotalSize()/1024/1024));
        Log.i(TAG, "get memory size: " + size + "GB");
        return size;
    }

目前设备使用的是这种向上取整的方式来获取RAM标称容量，也没什么问题。不过，Android没有提供获取RAM标称容量的接口，始终感觉缺点什么。而且，心里总感觉通过这样的方式来获取参数有点“委婉”。
后来有留意到，DDR (可以理解为内存的一种型号，在这里可以当成RAM来对待)相关的内核日志中，其实是有打印运行内存标称容量的！如截图中的关键字：Total Capability

看了一下内核代码，这个只是在内核中打印出了相关的参数信息，并没有向顶层提供接口。
因此，如果有必要的话，也是可以通过在内核层自己增加查询接口（比如 sys 或 proc），提供给顶层应用调用。

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2. ROM 简介

2.1 ROM究竟指什么？

一般说到RAM，都会说到ROM，这两个像是一对欢喜冤家，谁也离不开谁，总会成对出现。在嵌入式尤其智能手机领域，RAM一般说的就是运行内存，而对于ROM，则有几个常见的说法。

1. 首先，在智能手机，尤其 Android 设备盛行的今天，常常会听到给手机“刷机”，给手机“刷了一个新ROM”， “手机刷成板砖”这样的说法。这里的ROM指的是刷机所使用系统固件（只读内存镜像），常用于手机定制系统玩家的圈子中。常见的 ROM image 有 img、zip 等格式，前者通常用fastboot程序等刷机工具通过数据线刷入（线刷），后者通常用 recovery 模式从 sd刷入（卡刷），
   因此 img 镜像也被称为线刷包，zip 镜像也被称为卡刷包。
   拿RK3188来说，量产刷机所用的ROM镜像一般包含 system.img、boot.img、kernel.img、misc.img和recovery.img。以上镜像也可以打包为统一固件（update.img）。

2. 在智能手机领域，ROM还指手机智能操作系统。很多定制系统玩家也会统一将定制过操作系统称为 ROM。 像比较有名的 小米的 MIUI, 锤子的 Smartisan OS，魅族的 Flyme， CM团队的 CyanogenMod…可谓是百家齐放，各有各家的奇葩特色。

3. 而从根本上来讲，ROM其实只是只读存储器（Read-Only Memory）的简称，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。 前面我们说到的ROM刷机镜像，ROM操作系统，说到底都是“存储”在这种存储介质上的，并且持有持久性，断电不丢失的特性。

对于我的开发板来说，采用Nandflash作为我们的ROM存储介质。按照百度百科的介绍，Nandflash内存是flash内存的一种，具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。
同样地，Android提供了获取内部存储容量，内部和外部SDCard存储空间容量的API接口，却也没有给顶层应用开发直接提供获取Nandflash（ROM）存储总容量的接口。
既然没有直接提供，那就想办法吧。只要肯想，办法总是有的。Nandflash说到底只是一种flash内存器件，对于Android设备来说，不管是4GB还是8GB的flash容量，Android系统最后都是通过对这块Nandflash进行划分利用，即所谓的分区。分区之后，Android各个分区才能各司其职，保证系统正常运行。那么，对于一块Nandflash，Android是怎样进行划分的呢？各个分区又各自占用了多少容量呢？
下面简单介绍一下Nandflash存储容量的一些相关获取和计算方式。

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2.2 Nandflash 实际容量的计算

Android下面，查看各分区容量（实际容量），有好几种方法，下面列出常用的两种,即通过linux sys文件系统和proc文件系统查看分区信息。

2.2.1 方式一：使用sys文件系统计算ROM容量

首先使用以下命令查看block块设备有哪些

ls /sys/class/block/

可以发现block目录下有一系列类似的目录，实际上，该目录下的所有子目录代表着系统中当前被发现的所有块设备，其中，mtdbolck0 - mtdblock9 这十个目录，便是设备系统对Nandflash进行分区所形成的block块设备:

随便进一个目录看看，看看有什么东西，比如 mtdblock0, 可以发现mtdblock0下面还有好多节点或子目录。

其中有一个size节点，我们想知道的分区容量，便可以通过此节点获取。cat命令查看size大小:

可以知道 mtdblock0 的 size为8192个单位 ，需要注意一下的是，这里的显示单位是records，1records = 512byte，也就是说，mtdblock0的容量大小为：

8192 records = 8192 * 512 byte = 4 * 1024 * 1024 byte = 4 Mb

类似地，其他几个mtdblock分区的大小，也可以通过以上的方式进行计算，而各个分区容量之和，便是这块Nand-flash的存储容量。

注意，这里计算出来的，是Nandflash的 实际容量，而非标称容量。至于Nandflash的标称容量的计算，下面会介绍。

2.2.2 方式二：使用proc文件系统计算ROM容量

获取各分区容量信息，还可以通过proc文件系统进行查看。我们知道，linux下面，通过 cat /proc/partitions 可以文件地知道系统本身的分区情况。同样地，Android也可以通过这样的方式查看分区信息。

同样可以清楚地看出有mtdblock0 - mtdblock9 10个分区，不仅如此，各个分区的容量信息也非常直观地显示了出来，如上图红色圈出来的部分。同样需要注意的是，这里的显示单位是blocks，1blocks = 1KB。还是拿mtdblock0进行计算：

4096 blocks = 4096 KB = 4 *1024 KB = 4 MB

计算结果与上面 sys文件系统计算出来是一样的！
将10个分区的容量之和相加，便可以得到Nandflash的存储容量（实际容量）。比如shell下面，通过以下方式，便可以很快计算其容量和：

cat /proc/partitions | awk 'BEGIN{sum=0} {sum+=$3} END{print sum}'

也就是说，Nandflash的实际存储容量为：3768320 KB = 3680 MB = 3.59375 GB

3768320 KB = 3680 MB = 3.59375 GB

将以上两个步骤统一起来，统一为一条命令来计算Nandflash容量（单位：GB）：

cat /proc/partitions|awk 'BEGIN{sum=0} {if(NR>=3) {sum+=$3} } END{print expr sum/1024/1024}'

通过以上两种方式，便可以获取到Nandflash存储容量（实际容量）。

2.3 Nandflash 标称容量的计算

前面说的Nandflash容量指的都是实际容量。那么,怎么获取Nandflash的标称容量呢，即4GB 或 8GB这样的参数？还是同样的，Android没有提供直接的API接口供顶层调用。另外，通过以上介绍可以知道，通过分区信息也只能获取到Nandflash的实际容量，难道还要像运行内存那样，对获取到的Nandflash实际容量进行向上取整，进而获得标称容量？
当然，使用向上取整的方式也是可以计算Nandflash标称容量的. Nandflash标称容量为4GB的设备，实际容量为3.59375 GB左右，取上取整能得到准确的 4GB。8GB的设备，实际容量为7.2GB左右，向上取整也能得到8GB标称容量。
但是，不排除某些异常情况下，比如flash内存颗粒出现问题（Nandflash驱动会自动跳过坏块），这样有可能导致8 GB的Nandflash计算出来的实际容量只有6.999GB的话，这样向上取整只能得到7 GB。因此，使用这样的方式计算Nandflash标称容量在某些极端情况下是存在计算误差的！
那么，除了向上取整，别无他法了么？答案肯定是否定的，只要肯想，办法总是有的！
前面我们一直在说Nandflash，却忽略了一点，Nandflash 并不是一开始焊接到板子上面就可以正常使用的，这是需要内核Nandflash驱动支持的。那么，Nandflash驱动会不会给我们留下一些信息呢？
通过查阅内核Rockchip Nandflash驱动源码，发现一个惊喜，感觉里面会有我们想要的猫腻！如代码显示的，Nand-flash驱动会在系统起来后，创建/proc/rknand文件系统.

继续跟踪 rkNand_proc_read 函数:

其中，rknand_base_version 应该是驱动版本号,是一个固定的值：

本来还想继续跟踪 proc_ftlread和proc_bufread 源码，发现Rockchip并没有开源这部分代码，而是以ko闭源库的形式提供给我们使用。（我们设备内核版本是3.0.36+，对应的Nand-flash驱动为：rk30xxnand_ko.ko.3.0.36+）

既然Rockchip没有开源Nand-flash源码，那我们只好单刀直入，直接查看系统起来后 /proc/rknand节点信息了：

可以看到，/proc/rknand节点为我们提供了很多很多 Nand-flash 方面的具体信息：
比如前面说的rknand_base_version的版本号： rknand_base.c version: 4.40 20130420
比如 Flash ID: 9194d7ad
不过这些都与我们无关，我们关注的是，Nand-flash驱动有没有为我们提供存储容量方面的信息.你注意到了么，上图中圈中的Device Capacity,这个就是设备的Flash容量，而且是标称容量！
我们可以很直观地知道，这块Nandflash的标称容量是4096 MB，也就是4 GB！
知道了这一点，获取Nand-flash标称容量便轻而易举了：

cat /proc/rknand | grep "Device Capacity" | awk '{print $3}' (单位：MB)

Java编程环境下，可以使用以下方式获取：

    /**
     * 获取设备Flash存储容量
     * 
     * @author lzr
     */
    public String getDeviceCapacity(Context context) {

        String capacity = DEFAULT_DEVICE_CAPACITY_IN_MB;
        FileReader fileReader = null;
        BufferedReader bufferedReader = null;
        File file = new File(RKNAND_PATH);
        if(file.exists()) {
            try {
                fileReader = new FileReader(RKNAND_PATH);
                bufferedReader = new BufferedReader(fileReader, DEFAULT_FILE_SIZE);
                String line = null;
                while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                    if(line.indexOf("Device Capacity:") != -1) {
                        capacity = line.substring(line.indexOf("Device Capacity:")).replaceAll("\\D+", "");
                        Log.i(TAG, "get device capacity: " + capacity + " MB");
                        break;
                    }
                }
            }catch (IOException e) {
                Log.w(TAG, "couldn't get device capacity in " + RKNAND_PATH + ",storage capacity defaults to 4GB.");
                capacity=DEFAULT_DEVICE_CAPACITY_IN_MB;
            }finally {
                if (bufferedReader != null) {
                    try {
                        bufferedReader.close();
                    } catch (IOException e) {
                    }
                }
            }
        }else {
            Log.w(TAG, RKNAND_PATH + " not exist, storage capacity defaults to 4GB.");
            capacity=DEFAULT_DEVICE_CAPACITY_IN_MB;
        }

        return formatSize(context,Long.valueOf(capacity) * 1024 * 1024L);
    }

通过以上方式，对于RAM与ROM容量，就可以正确计算其标称容量和实际容量了！

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3. 再说点什么

• 以上对RAM及ROM的介绍，适用于Rockchip平台。对于其他非RK平台，可能计算方式稍微不一致，需要做适当的调整和修改。

• 通俗一点来理解RAM和ROM，就是Android中的RAM和ROM分别对应电脑的内存和硬盘，内存负责程序的运行以及数据交换，有了它，电脑中的软件才能运行，并有了进程；而硬盘就是一块存储空间，您可以存储各种各样的文件，包括视频、照片、音乐、软件等。

• 在Android设备中，RAM决定了Android设备可以同时运行多少应用程序以及运行速度；而ROM决定了Android设备的存储空间大小。ROM包含了安卓系统、软件、用户文件（照片、视频等）。而用户存储的文件只占据ROM空间，是不影响RAM空间的。其次，ROM空间的大小对系统运行速度的影响是微乎其微的；影响Android设备运行速度的最主要因素是RAM。