Реализовать учет памяти DMABUF и графического процессора в Android 12.

На этой странице описаны различные улучшения учета памяти, представленные в Android 12.

Статистика DMA-BUF в sysfs

В Android 11 и Android 12 debugfs нельзя монтировать в пользовательские сборки. Таким образом, статистика DMA-BUF была добавлена ​​в sysfs в каталоге /sys/kernel/dmabuf/buffers в Android 12.

Путь	Описание
/sys/kernel/dmabuf/buffers	Каталог /sys/kernel/dmabuf/buffers содержит снимок внутреннего состояния каждого DMA-BUF. /sys/kernel/dmabuf/buffers/<inode_number> содержит статистику для DMA-BUF с уникальным номером индексного дескриптора <inode_number> .
/sys/kernel/dmabuf/buffers/<inode_number>/exporter_name	Этот файл, доступный только для чтения, содержит имя экспортера DMA-BUF.
/sys/kernel/dmabuf/buffers/<inode_number>/size	Этот файл, доступный только для чтения, определяет размер DMA-BUF в байтах.

API libdmabufinfo анализирует статистику sysfs DMA-BUF, чтобы предоставить статистику для каждого экспортера и каждого буфера.

Обратите внимание, что драйверы ядра, которые экспортируют DMA-BUF, должны правильно установить в поле exp_name struct dma_buf_export_info имя экспортера, прежде чем вызывать API dma_buf_export() для создания DMA-BUF. Это необходимо для того, чтобы libdmabufinfo и инструмент dmabuf_dump получали статистику по каждому экспортеру, которая затем отображается в отчете об ошибке.

Инструмент dmabuf_dump был изменен для вывода этой информации с новым аргументом -b .

Статистика для структуры куч DMA-BUF

ION в GKI 2.0 устарел в пользу фреймворка кучи DMA-BUF , который является частью исходного ядра Linux.

В Android 11 отслеживается следующая глобальная статистика ION:

• Общий размер DMA-BUF, экспортируемых каждой кучей ION
• Общий размер неиспользуемой предварительно выделенной памяти, хранящейся в каждой куче ION.

В Android 11 нет интерфейса для предоставления статистики кучи по каждому ION.

В следующей таблице сравниваются интерфейсы статистики ION с их аналогами для устройств, использующих структуру кучи DMA-BUF в Android 12.

	Android 11 или устройства, запускаемые с поддержкой ION в Android 12	Устройства, запускающиеся с кучей DMA-BUF в Android 12
Статистика ION по куче	Никто	Анализируется из статистики sysfs DMA-BUF.
Общий размер экспортированных DMA-BUF	/sys/kernel/ion/total_heap_size_kb (Не включает размер DMA-BUF, экспортируемых экспортерами, не относящимися к ION)	Анализируется из статистики sysfs DMA-BUF. (включая размер всех экспортированных DMA-BUF).
Общая память, объединенная в кучу	/sys/kernel/ion/total_pool_size_kb	/sys/kernel/dma_heap/total_pool_size_kb

Улучшите точность расчета потерянной оперативной памяти.

Ранее расчет потерянной оперативной памяти выполнялся следующим образом:

Final long lostRAM = memInfo.getTotalSizeKb( ) - ( totalPss - totalSwapPss )

- memInfo.getFreeSizeKb() - memInfo.getCachedSizeKb()

- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb() ;

Компонент totalPss включал данные об использовании памяти графического процессора (возвращаемые интерфейсом getMemory() Memtrack HAL). Компонент kernelUsed учитывал общее использование памяти DMA-BUF. Однако для устройств Android память графического процессора была следующей:

• Прямое выделение, выполняемое драйвером графического процессора с использованием физического распределителя страниц.
• DMA-BUF, сопоставленные с адресным пространством графического процессора.

Таким образом, DMA-BUF, которые были отображены в адресное пространство графического процессора, вычитались дважды при подсчете потерянной оперативной памяти. В Android 12 реализовано решение для расчета размера DMA-BUF, сопоставленного с адресным пространством графического процессора, что означает, что он учитывается только один раз при расчете потерянной оперативной памяти.

Подробности решения следующие:

• API-интерфейс Memtrack HAL getMemory() при вызове с PID 0 должен сообщать общий общий объем частной памяти графического процессора для MemtrackType::GL и MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.
• getMemory() при вызове с PID 0 для MemtrackType отличного от GL не должен давать сбой. Вместо этого он должен вернуть 0.
• Решение трассировки памяти графического процессора/eBPF , добавленное в Android 12, учитывает общий объем памяти графического процессора. Вычитание общего объема частной памяти графического процессора из общего объема памяти графического процессора дает размер DMA-BUF, сопоставленных с адресным пространством графического процессора. Затем это значение можно использовать для повышения точности вычислений потери оперативной памяти за счет правильного учета использования памяти графического процессора.
• Частная память графического процессора включена в totalPss в большинстве реализаций Memtrack HAL и поэтому должна быть дедуплицирована перед ее удалением из lostRAM .

Реализованное решение подробно описано в следующем разделе.

Удалить изменчивость Memtrack из потерянной оперативной памяти

Поскольку реализации Memtrack HAL могут различаться у разных партнеров, память графического процессора, включенная в totalPSS из HAL, не всегда согласована. Чтобы удалить изменчивость из lostRAM , память, учтенная в MemtrackType::GRAPHICS и MemtrackType::GL , удаляется из totalPss во время расчета lostRAM .

MemtrackType::GRAPHICS удаляется из totalPss и заменяется памятью totalExportedDmabuf при вычислении lostRAM в ActivityManagerService.java , как показано ниже:

final long totalExportedDmabuf = Debug.getDmabufTotalExportedKb();

. . .

final long dmabufUnmapped = totalExportedDmabuf - dmabufMapped;

. . .

// Account unmapped dmabufs as part of the kernel memory allocations
kernelUsed += dmabufUnmapped;

// Replace Memtrack HAL reported Graphics category with mapped dmabufs
totalPss -= totalMemtrackGraphics;
totalPss += dmabufMapped;

Память MemtrackType::GL удаляется из totalPss и заменяется частной памятью графического процессора ( gpuPrivateUsage ) при вычислении lostRAM в ActivityManagerService.java , как показано ниже:

final long gpuUsage = Debug.getGpuTotalUsageKb();

. . .

final long gpuPrivateUsage = Debug.getGpuPrivateMemoryKb();

. . .

// Replace the Memtrack HAL-reported GL category with private GPU allocations.
// Count it as part of the kernel memory allocations.
totalPss -= totalMemtrackGl;
kernelUsed += gpuPrivateUsage;

Обновлен расчет потерянной оперативной памяти.

Как общий объем частной памяти графического процессора, так и общий объем экспортированной буферной памяти DMA содержатся в kernelUsed + totalPss , который удален из lostRAM . Это исключает как двойной учет, так и изменчивость Memtrack при расчете потерянной оперативной памяти.

final long lostRAM = memInfo.getTotalSizeKb() - (totalPss - totalSwapPss)
- memInfo.getFreeSizeKb() - memInfo.getCachedSizeKb()
- kernelUsed - memInfo.getZramTotalSizeKb();

Валидация

Тесты VTS обеспечивают соблюдение правила, согласно которому устройства, запускаемые в Android 12 с ядром Linux версии 5.4 или выше, поддерживают API getGpuDeviceInfo() .

Новый Memtrack HAL API getGpuDeviceInfo() должен возвращать информацию об используемом устройстве графического процессора.

Это обеспечивает лучший учет памяти и видимость использования буфера DMA и памяти графического процессора. Внедрите memtrack AIDL HAL для лучшего учета потерянной оперативной памяти и памяти. Эта функция не зависит от сервисов Google.

Выполнение

Эта функция зависит от AIDL Memtrack HAL , а инструкции по ее реализации в Android 12 включены в код в виде комментариев.

В будущих выпусках все HIDL HAL планируется преобразовать в AIDL.

Следующие API были добавлены в core/java/android/os/Debug.java :

   /**
     * Return total memory size in kilobytes for exported DMA-BUFs or -1 if
     * the DMA-BUF sysfs stats at /sys/kernel/dmabuf/buffers could not be read.
     *
     * @hide
     */
    public static native long getDmabufTotalExportedKb();

   /**
     * Return memory size in kilobytes allocated for DMA-BUF heap pools or -1 if
     * /sys/kernel/dma_heap/total_pools_kb could not be read.
     *
     * @hide
     */
    public static native long getDmabufHeapPoolsSizeKb();

Чтобы ваша версия работала должным образом, интегрируйте точки трассировки в драйверы графического процессора и реализуйте API AIDL memtrack HAL getMemory() чтобы правильно возвращать глобальную общую частную память графического процессора при вызове с PID 0 для MemtrackType::GL и MemtrackRecord:: FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.