HIDL 內存塊

HIDL MemoryBlock 是一個基於hidl_memory 、 HIDL @1.0::IAllocator和HIDL @1.0::IMapper的抽象層。它專為具有多個內存塊以共享單個內存堆的 HIDL 服務而設計。

性能改進

在應用程序中使用 MemoryBlock 可以顯著減少mmap / munmap和用戶空間分段錯誤的數量，從而提高性能。例如：

  • 為每個緩衝區分配使用每個hidl_memory平均 238 us/1 分配。
  • 使用MemoryBlock並共享單個hidl_memory平均分配 2.82 us/1。

建築學

HIDL MemoryBlock 架構包括多個內存塊共享一個內存堆的 HIDL 服務：

HIDL 內存塊

圖 1. HIDL MemoryBlock 架構

正常使用

本節提供了一個使用 MemoryBlock 的示例，首先聲明 HAL，然後實現 HAL。

聲明 HAL

對於以下示例 IFoo HAL：

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

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

Android.bp如下：

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

實施 HAL

要實現示例 HAL：

  1. 獲取hidl_memory （有關詳細信息，請參閱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. 使用獲取的 hidl_memory 創建一個HidlMemoryDealer 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. 分配MemoryBlock ，這是一個使用 HIDL 定義的結構。

    示例MemoryBlock ：

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

    使用MemoryDealer分配MemoryBlock的示例：

    #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. 釋放MemoryBlock ：

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

  5. 處理數據：

    #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. 配置Android.bp ：

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

        "android.hidl.memory.block@1.0"

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

  7. 查看流程以確定是否需要lockMemory 。

    通常， MemoryBlock 使用引用計數來維護共享的hidl_memory ，這是mmap()第一次映射其MemoryBlock s 時，當沒有任何內容引用它時是munmap() -ed。要保持hidl_memory始終映射，您可以使用lockMemory ，這是一個 RAII 樣式對象，可在整個鎖生命週期中保持相應的hidl_memory映射。例子：

    #include <hidlmemory/mapping.h>

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

擴展使用

本節提供有關MemoryBlock擴展使用的詳細信息。

使用引用計數管理 Memoryblock

在大多數情況下，使用 MemoryBlock 的最有效方式是顯式分配/解除分配。但是，在復雜的應用程序中，使用引用計數進行垃圾收集可能是一個更好的主意。要對 MemoryBlock 進行引用計數，您可以將 MemoryBlock 與 binder 對象綁定，這有助於計算引用並在計數減少到零時釋放 MemoryBlock。

聲明 HAL

聲明 HAL 時，描述一個包含 MemoryBlock 和 IBase 的 HIDL 結構：

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

struct MemoryBlockAllocation {
    MemoryBlock block;
    IBase refcnt;
};

使用MemoryBlockAllocation替換MemoryBlock並刪除返回MemoryBlock的方法。它將通過MemoryBlockAllocation的引用計數來釋放。例子：

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

實施 HAL

HAL 的服務端實現示例：

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);

HAL 的客戶端實現示例：

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

附加/檢索元數據

一些應用程序需要額外的數據才能與分配的MemoryBlock綁定。您可以使用兩種方法附加/檢索元數據：

  • 如果應用程序像塊本身一樣頻繁地訪問元數據，則附加元數據並將它們全部傳遞到結構中。例子：

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

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    MetaDataStruct metaData;
};

  • 如果應用程序訪問元數據的頻率遠低於塊，則使用接口被動傳遞元數據效率更高。例子：

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

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    IMetaData metaData;
};

    接下來，使用 Memory Dealer 將元數據與 MemoryBlock 綁定。例子：

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