Lapisan abstraksi Cgroup

Android 10 dan yang lebih baru menggunakan grup kontrol (cgroup) lapisan abstraksi dengan profil tugas, yang dapat digunakan developer untuk mendeskripsikan kumpulan (atau set) batasan untuk diterapkan pada thread atau proses. Sistem kemudian mengikuti tindakan yang ditentukan dari profil tugas untuk memilih satu atau beberapa grup yang sesuai, tempat pembatasan diterapkan, dan perubahan pada set fitur cgroup yang mendasarinya dapat dibuat tanpa memengaruhi software yang lebih tinggi lapisan berbeda.

Tentang cgroups

Cgroup menyediakan mekanisme untuk menggabungkan dan mempartisi set tugas (yang terdiri dari proses, utas, dan semua turunan di masa mendatang) ke dalam kelompok hierarkis dengan perilaku khusus. Android menggunakan cgroups untuk mengontrol dan memperhitungkan resource sistem seperti penggunaan dan alokasi CPU dan memori, dengan dukungan untuk cgroups v1 kernel Linux dan cgroups v2.

Android 9 dan yang lebih lama

Di Android 9 dan yang lebih rendah, skrip inisialisasi init.rc berisi kumpulan cgroup yang tersedia, titik pemasangannya, dan versinya. Meskipun ini bisa berupa berubah, kerangka kerja Android mengharapkan sekumpulan cgrup tertentu di lokasi spesifik dengan versi dan hierarki subgrup tertentu, berdasarkan {i>script<i}. Hal ini membatasi kemampuan untuk memilih versi cgroup berikutnya untuk digunakan, atau untuk mengubah hierarki {i>cgroup<i} untuk menggunakan fitur baru.

Android 10 dan yang lebih baru

Android 10 dan yang lebih baru menggunakan cgroup dengan profil tugas:

• Penyiapan grup grup. Developer menjelaskan penyiapan cgroups dalam file cgroups.json mereka untuk menentukan kumpulan cgroups, serta lokasi dan atribut pemasangannya. Semua cgroups dipasang selama tahap awal inisialisasi proses inisialisasi.
• Profil tugas. Hal ini memberikan abstraksi yang memisahkan fungsi yang diperlukan dari detail penerapannya. Framework Android menerapkan profil tugas seperti yang dijelaskan dalam file task_profiles.json ke proses atau thread menggunakan API SetTaskProfiles dan SetProcessProfiles. (API ini bersifat unik untuk Android 11 dan yang lebih tinggi.)

Untuk memberikan kompatibilitas mundur, fungsi lama set_cpuset_policy, set_sched_policy dan get_sched_policy menyediakan API dan fungsi yang sama, tetapi implementasinya telah dimodifikasi untuk menggunakan profil tugas. Untuk penggunaan baru AOSP merekomendasikan penggunaan API profil tugas baru Fungsi set_sched_policy.

Penting: Meskipun Anda dapat memasang cgroup tambahan menggunakan init.rc skrip inisialisasi (kode vendor masih dapat menggunakannya seperti sebelumnya), AOSP sangat tidak menyarankan Anda untuk melakukannya. Sebagai gantinya, Anda harus menjelaskan grup dalam cgroups.json, dan tentukan profil tugas baru di task_profiles.json agar dapat beroperasi dengan grup ini.

File deskripsi Cgroups

Cgrup dijelaskan di cgroups.json file yang terletak di <ANDROID_BUILD_TOP>/system/core/libprocessgroup/profiles/. Setiap pengontrol dijelaskan dalam subbagian dan harus memiliki minimal hal berikut:

• Nama, ditentukan oleh kolom Controller.
• Jalur pemasangan, yang ditentukan oleh kolom Path.
• Mode, UID (ID pengguna), dan GID (ID grup) yang mendeskripsikan pemilik dan untuk file pada jalur ini (semua opsional).
• Atribut Opsional, tetapkan ke true agar sistem mengabaikan pemasangan {i>error<i} yang disebabkan oleh {i>cgroup controller<i} yang tidak didukung oleh {i>kernel<i}.

Contoh file cgroups.json

Contoh di bawah ini menunjukkan deskripsi untuk cgroup v1 (Cgroups) dan cgroup v2 (Cgroups2) dengan jalurnya masing-masing.

{
  "Cgroups": [
    {
      "Controller": "cpu",
      "Path": "/dev/cpuctl",
      "Mode": "0755",
      "UID": "system",
      "GID": "system"
    },
    {
      "Controller": "memory",
      "Path": "/dev/memcg",
      "Mode": "0700",
      "Optional": true
    }
  ],
 "Cgroups2": {
   "Path": "/sys/fs/cgroup",
   "Mode": "0755",
   "UID": "system",
   "GID": "system",
   "Controllers": [
     {
       "Controller": "freezer",
       "Path": ".",
       "Mode": "0755",
       "UID": "system",
       "GID": "system"
     }
   ]
 }
}

Contoh file ini berisi dua bagian, Cgroups (mendeskripsikan cgroup v1 pengontrol) dan Cgroups2 (yang menjelaskan pengontrol cgroup v2). Semua pengontrol di hierarki cgroups v2 dipasang di lokasi yang sama. Oleh karena itu, bagian Cgroups2 memiliki Path, Mode, UID, dan Atribut GID untuk mendeskripsikan lokasi dan atribut untuk root hierarki sebelumnya. Atribut Path untuk Controllers di bagian Cgroups2 bersifat relatif terhadap jalur root tersebut. Di Android 12 dan yang lebih tinggi, Anda dapat menentukan cgroup pengontrol yang ditentukan dengan jalur dan mode sebagai "Optional" dengan menyetelnya ke true.

File cgroups.json diuraikan sebagai bagian dari proses init, selama proses inisialisasi awal dan cgroup dipasang di lokasi yang ditentukan. Untuk mendapatkan lokasi pemasangan cgroup, gunakan fungsi API CgroupGetControllerPath.

File profil tugas

File task_profiles.json terletak di bagian <ANDROID_BUILD_TOP>/system/core/libprocessgroup/profiles/. Gunakan untuk menggambarkan serangkaian tindakan tertentu yang akan diterapkan pada proses atau . Sekumpulan tindakan yang dikaitkan dengan nama profil, yang digunakan di Panggilan SetTaskProfiles dan SetProcessProfiles untuk memanggil tindakan profil.

Contoh file task_profiles.json

{
  "Attributes": [
    {
      "Name": "MemSoftLimit",
      "Controller": "memory",
      "File": "memory.soft_limit_in_bytes"
    },
    {
      "Name": "MemSwappiness",
      "Controller": "memory",
      "File": "memory.swappiness"
    }
  ],
  "Profiles": [
    {
      "Name": "MaxPerformance",
      "Actions" : [
        {
          "Name" : "JoinCgroup",
          "Params" :
          {
            "Controller": "schedtune",
            "Path": "top-app"
          }
        }
      ]
    },
    {
      "Name": "TimerSlackHigh",
      "Actions" : [
        {
          "Name" : "SetTimerSlack",
          "Params" :
          {
            "Slack": "40000000"
          }
        }
      ]
    },
    {
      "Name": "LowMemoryUsage",
      "Actions" : [
        {
          "Name" : "SetAttribute",
          "Params" :
          {
            "Name" : "MemSoftLimit",
            "Value" : "16MB"
          }
        },
        {
          "Name" : "SetAttribute",
          "Params" :
          {
            "Name" : "MemSwappiness",
            "Value" : "150"

          }
        }
      ]
    }
  ]
  "AggregateProfiles": [
     {
       "Name": "SCHED_SP_DEFAULT",
       "Profiles": [ "TimerSlackHigh", "MaxPerformance" ]
     },
     {
       "Name": "SCHED_SP_BACKGROUND",
       "Profiles": [ "LowMemoryUsage" ]
     }
}

Catatan: Dalam contoh, profil tugas menyertakan parameter untuk MemSwappiness, dijelaskan oleh pengontrol dan dengan nilai tanpa unit. MemSwappiness adalah ukuran relatif dari keseimbangan antara memori anonim vs. penggunaan memori yang didukung file (0 hingga 200, inklusif). Mendapatkan nilai optimal untuk swappiness bergantung pada beban kerja dan memerlukan eksperimen. Untuk penjelasan mendetail, lihat swappiness.

Tetapkan nama untuk file cgroup tertentu sebagai entri dalam daftar Attributes. Setiap entri berisi hal berikut:

• Kolom Name menentukan nama Atribut.
• Kolom Controller mereferensikan pengontrol cgroup dari file cgroups.json, berdasarkan namanya.
• Kolom File memberi nama file tertentu di bawah pengontrol ini.

Atribut adalah referensi dalam definisi profil tugas. Di luar profil tugas, gunakan hanya jika framework memerlukan akses langsung ke file tersebut, dan akses tidak dapat diabstraksi menggunakan profil tugas. Dalam semua kasus lain, menggunakan profil tugas; mereka memberikan pemisahan yang lebih baik antara perilaku yang diperlukan dan detail implementasinya.

Bagian Profil berisi definisi profil tugas dengan hal berikut:

• Kolom Name menentukan nama profil.

• Bagian Tindakan mencantumkan serangkaian tindakan yang dilakukan saat profil diterapkan. Setiap tindakan memiliki hal berikut:

  • Kolom Name menentukan tindakan.
  • Bagian Params menentukan kumpulan parameter untuk tindakan.

Tindakan yang didukung tercantum dalam tabel:

Tindakan	Parameter	Deskripsi
SetTimerSlack	Slack	Kelonggaran timer dalam ns
SetAttribute	Name	Nama yang merujuk atribut dari bagian Attributes
	Value	Nilai yang akan ditulis ke file yang direpresentasikan oleh atribut bernama
WriteFile	FilePath	jalur ke file
	Value	nilai yang akan ditulis ke file
JoinCgroup	Controller	Nama pengontrol cgroup dari cgroups.json
	Path	Jalur sub-grup dalam hierarki pengontrol cgroup

Android 12 dan yang lebih baru menampilkan AggregateProfiles yang berisi profil gabungan, yang masing-masing merupakan alias untuk serangkaian satu atau beberapa profil. Definisi profil gabungan terdiri dari hal berikut:

• Kolom Name menentukan nama profil gabungan.
• Kolom Profiles mencantumkan nama profil yang disertakan dalam profil gabungan.

Ketika profil gabungan diterapkan, semua profil yang memuatnya juga akan otomatis diterapkan. Profil gabungan dapat berisi profil individual atau profil gabungan lainnya, selama tidak ada rekursi (profil yang menyertakan dirinya sendiri).

perintah bahasa init task_profiles

Perintah task_profiles di Android Init Language tersedia untuk Android 12 dan yang lebih baru untuk memfasilitasi aktivasi profil tugas untuk proses tertentu. Fungsi ini menggantikan writepid (tidak digunakan lagi di Android 12) yang digunakan untuk memigrasikan proses antar cgroup. Perintah task_profiles memberikan fleksibilitas untuk mengubah implementasi yang mendasarinya tanpa mempengaruhi lapisan atas. Di kolom dua perintah berikut secara efektif melakukan operasi yang sama:

• writepid /dev/cpuctl/top-app/tasks

  Tidak digunakan lagi di Android 12. Digunakan untuk menulis PID dari tugas saat ini ke dalam file /dev/cpuctl/top-app/tasks.

• task_profiles MaxPerformance

  Menggabungkan proses saat ini ke grup aplikasi teratas di bawah "cpu" pengontrol (cpuctl), yang menghasilkan penulisan PID proses ke dev/cpuctl/top-app/tasks.

Selalu gunakan perintah task_profiles untuk memigrasikan tugas dalam hierarki cgroup di Android 12 dan yang lebih baru. Model ini menerima satu atau beberapa parameter, yang mewakili nama profil yang ditentukan dalam file task_profiles.json.

Per profil tugas level API

Di Android 12 dan yang lebih baru, Anda dapat mengubah atau mengganti dalam file cgroups.json dan task_profiles.json default, mendasarkan perubahan Anda pada API level Android, atau membuatnya dari vendor partisi.

Untuk mengganti definisi berdasarkan level API, file berikut harus yang ada di perangkat:

• /system/etc/task_profiles/cgroups_<API level>.json

  Gunakan ini untuk grup khusus dengan level API.

• /system/etc/task_profiles/task_profiles_<API level>.json

  Gunakan ini untuk profil khusus level API.

Untuk mengganti definisi dari partisi vendor, file-file berikut harus ada di perangkat:

• /vendor/etc/cgroups.json
• /vendor/etc/task_profiles.json

Jika atribut atau definisi profil dalam file ini menggunakan nama yang sama dengan ada di file {i>default<i}, definisi file (level API atau tingkat vendor) menggantikan definisi sebelumnya. Perhatikan juga bahwa definisi tingkat vendor menggantikan Definisi level API. Jika definisi baru memiliki nama baru, maka kumpulan atribut atau profil diubah dengan definisi baru.

Sistem Android memuat file cgroup dan task_profile dalam urutan ini:

1. Default cgroups.json dan task_profiles.json .
2. File khusus API level, jika ada.
3. File partisi vendor, jika ada.

Perubahan pada API yang ada

Android 10 dan yang lebih baru mempertahankan fungsi set_cpuset_policy, set_sched_policy, dan get_sched_policy tanpa perubahan pada API. Namun, Android 10 memindahkan fungsi ini ke libprocessgroup, yang sekarang berisi semua fungsi terkait cgroup.

Meskipun header cutils/sched_policy.h masih ada, untuk menghindari gangguan kode yang ada memastikan bahwa kode baru menyertakan kode processgroup/sched_policy.h baru {i>header<i} sebagai gantinya.

Modul yang menggunakan salah satu fungsi ini harus menambahkan dependensi pada library libprocessgroup ke makefile-nya. Jika modul tidak menggunakan Fungsi libcutils, hapus libcutils dependensi library dari makefile.

API profil tugas

API pribadi di processgroup/processgroup.h ditentukan dalam tabel:

Jenis	API dan definisi
bool	SetTaskProfiles(int tid, const std::vector& profiles) Menerapkan profil tugas yang ditentukan dalam profiles ke thread yang ditentukan oleh thread ID (tid) menggunakan parameter tid-nya.
bool	SetProcessProfiles(uid_t uid, pid_t pid, const std::vector& profiles) Menerapkan profil tugas yang ditentukan dalam profiles ke proses yang ditentukan oleh pengguna dan ID proses menggunakan parameter uid dan pid
bool	CgroupGetControllerPath(const std::string& cgroup_name, std::string* path) Menampilkan apakah pengontrol cgroup yang ditentukan oleh cgroup_name ada; jika true, tetapkan variabel path ke root cgroup tersebut
bool	CgroupGetAttributePath(const std::string& attr_name, std::string* path) Menampilkan apakah atribut profil yang ditentukan oleh attr_name ada; jika true, menetapkan variabel path ke jalur file yang terkait dengan atribut profil tersebut.
bool	CgroupGetAttributePathForTask(const std::string& attr_name, int tid, std::string* path) Menampilkan apakah atribut profil yang ditentukan oleh attr_name ada; jika true, menetapkan variabel path ke jalur file yang terkait dengan atribut profil tersebut, dan ke thread yang ditentukan oleh ID threadnya menggunakan parameter tid.
bool	UsePerAppMemcg() Menampilkan apakah sistem dikonfigurasi untuk menggunakan cgroup memori per aplikasi.