Блок памяти HIDL

HIDL MemoryBlock — это абстрактный уровень, построенный на hidl_memory , HIDL @1.0::IAllocator и HIDL @1.0::IMapper . Он предназначен для служб HIDL, которые имеют несколько блоков памяти для совместного использования одной кучи памяти.

Улучшения производительности

Использование MemoryBlock в приложениях может значительно уменьшить количество ошибок mmap / munmap и сегментации пользовательского пространства, тем самым повысив производительность. Например:

  • Использование per hidl_memory для каждого выделения буфера составляет в среднем 238 us/1 выделение.
  • При использовании MemoryBlock и совместном использовании одного hidl_memory в среднем 2,82 мкс/1.

Архитектура

Архитектура HIDL MemoryBlock включает службы HIDL с несколькими блоками памяти, совместно использующими одну кучу памяти:

Блок памяти HIDL

Рисунок 1. Архитектура HIDL MemoryBlock

Обычное использование

В этом разделе приведен пример использования MemoryBlock: сначала объявляется HAL, а затем реализуется HAL.

Объявление HAL

Для следующего примера IFoo HAL:

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

interface IFoo {
    getSome() generates(MemoryBlock block);
    giveBack(MemoryBlock block);
};

Android.bp выглядит следующим образом:

hidl_interface {
    ...
    srcs: [
        "IFoo.hal",
    ],
    interfaces: [
        "android.hidl.memory.block@1.0",
        ...
};

Реализация HAL

Чтобы реализовать пример HAL:

  1. Получите hidl_memory (подробности см. в HIDL C++ ).

    #include <android/hidl/allocator/1.0/IAllocator.h>

using ::android::hidl::allocator::V1_0::IAllocator;
using ::android::hardware::hidl_memory;
...
  sp<IAllocator> allocator = IAllocator::getService("ashmem");
  allocator->allocate(2048, [&](bool success, const hidl_memory& mem)
  {
        if (!success) { /* error */ }
        // you can now use the hidl_memory object 'mem' or pass it
  }));

  2. Создайте HidlMemoryDealer с полученной hidl_memory :

    #include <hidlmemory/HidlMemoryDealer.h>

using ::android::hardware::HidlMemoryDealer
/* The mem argument is acquired in the Step1, returned by the ashmemAllocator->allocate */
sp<HidlMemoryDealer> memory_dealer = HidlMemoryDealer::getInstance(mem);

  3. Allocate MemoryBlock , структура, определенная с помощью HIDL.

    Пример MemoryBlock :

    struct MemoryBlock {
IMemoryToken token;
uint64_t size;
uint64_t offset;
};

    Пример использования MemoryDealer для выделения MemoryBlock :

    #include <android/hidl/memory/block/1.0/types.h>

using ::android::hidl::memory::block::V1_0::MemoryBlock;

Return<void> Foo::getSome(getSome_cb _hidl_cb) {
    MemoryBlock block = memory_dealer->allocate(1024);
    if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){
        _hidl_cb(block);
    ...

  4. Освободить MemoryBlock :

    Return<void> Foo::giveBack(const MemoryBlock& block) {
    memory_dealer->deallocate(block.offset);
...

  5. Манипулировать данными:

    #include <hidlmemory/mapping.h>
#include <android/hidl/memory/1.0/IMemory.h>

using ::android::hidl::memory::V1_0::IMemory;

sp<IMemory> memory = mapMemory(block);
uint8_t* data =

static_cast<uint8_t*>(static_cast<void*>(memory->getPointer()));

  6. Конфиг Android.bp :

    shared_libs: [
        "android.hidl.memory@1.0",

        "android.hidl.memory.block@1.0"

        "android.hidl.memory.token@1.0",
        "libhidlbase",
        "libhidlmemory",

  7. Просмотрите поток, чтобы определить, нужно ли вам lockMemory .

    Обычно MemoryBlock использует счетчик ссылок для поддержки общей hidl_memory , которая обрабатывается mmap() при первом отображении одного из его MemoryBlock и munmap() , когда на него ничего не ссылается. Чтобы hidl_memory всегда отображалась, вы можете использовать lockMemory , объект стиля RAII, который поддерживает отображение соответствующей hidl_memory на протяжении всего жизненного цикла блокировки. Пример:

    #include <hidlmemory/mapping.h>

sp<RefBase> lockMemory(const sp<IMemoryToken> key);

Расширенное использование

В этом разделе содержится подробная информация о расширенном использовании MemoryBlock .

Использование счетчика ссылок для управления Memoryblock

В большинстве ситуаций наиболее эффективным способом использования MemoryBlock является явное выделение/освобождение. Однако в сложных приложениях лучше использовать счетчик ссылок для сборки мусора. Чтобы иметь счетчик ссылок на MemoryBlock, вы можете связать MemoryBlock с объектом связывания, который помогает подсчитывать ссылки и освобождать MemoryBlock, когда счетчик уменьшается до нуля.

Объявление HAL

При объявлении HAL опишите структуру HIDL, содержащую MemoryBlock и IBase:

import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

struct MemoryBlockAllocation {
    MemoryBlock block;
    IBase refcnt;
};

Используйте MemoryBlockAllocation для замены MemoryBlock и удалите метод возврата MemoryBlock . Он будет освобожден путем подсчета ссылок с помощью MemoryBlockAllocation . Пример:

interface IFoo {
    allocateSome() generates(MemoryBlockAllocation allocation);
};

Реализация HAL

Пример реализации HAL на стороне сервиса:

class MemoryBlockRefCnt: public virtual IBase {
   MemoryBlockRefCnt(uint64_t offset, sp<MemoryDealer> dealer)
     : mOffset(offset), mDealer(dealer) {}
   ~MemoryBlockRefCnt() {
       mDealer->deallocate(mOffset);
   }
 private:
   uint64_t mOffset;
   sp<MemoryDealer> mDealer;
};

Return<void> Foo::allocateSome(allocateSome_cb _hidl_cb) {
    MemoryBlockAllocation allocation;
    allocation.block = memory_dealer->allocate(1024);
    if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){
        allocation.refcnt= new MemoryBlockRefCnt(...);
        _hidl_cb(allocation);

Пример клиентской реализации HAL:

ifoo->allocateSome([&](const MemoryBlockAllocation& allocation){
    ...
);

Присоединение/извлечение метаданных

Некоторым приложениям требуются дополнительные данные для привязки к выделенному MemoryBlock . Вы можете добавлять/извлекать метаданные двумя способами:

  • Если приложение обращается к метаданным так же часто, как к самому блоку, добавьте метаданные и передайте их все в структуре. Пример:

    import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    MetaDataStruct metaData;
};

  • Если приложение обращается к метаданным гораздо реже, чем к блоку, более эффективно передавать метаданные пассивно через интерфейс. Пример:

    import android.hidl.memory.block@1.0::MemoryBlock;

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    IMetaData metaData;
};

    Затем свяжите метаданные с MemoryBlock с помощью Memory Dealer. Пример:

    MemoryBlockWithMetaData memory_block;
memory_block.block = dealer->allocate(size);
if(HidlMemoryDealer::isOk(block)){
    memory_block.metaData = new MetaData(...);