Внедрение DMABUF и учета памяти 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 пользовательских сборках. Поэтому статистика DMA-BUF была добавлена ​​в sysfs в /sys/kernel/dmabuf/buffers в Android 12.

API-интерфейс libdmabufinfo анализирует статистику DMA-BUF sysfs , чтобы предоставить статистику по экспортерам и буферам.

Обратите внимание, что драйверы ядра, экспортирующие 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 по каждому экспортеру, которая затем отображалась в отчете об ошибках.

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

Статистика для кучи DMA-BUF framework

ION в GKI 2.0 устарел в пользу инфраструктуры куч DMA-BUF , которая является частью исходного ядра Linux.

В Android 11 отслеживается следующая глобальная статистика ION:

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

В Android 11 нет интерфейса для предоставления статистики по куче ION.

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

Улучшение точности расчета потерянной оперативной памяти

Ранее расчет потерянного Ram производился следующим образом:

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

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

— kernelUsed — memInfo.getZramTotalSizeKb() ;

Компонент totalPss включал использование памяти графического процессора (возвращаемый интерфейсом Memtrack HAL getMemory() ). Компонент kernelUsed включал общее использование памяти DMA-BUF. Однако для устройств Android память графического процессора исходила из следующего:

• Прямые выделения, сделанные драйвером графического процессора с использованием физического распределителя страниц
• DMA-BUF отображаются в адресное пространство графического процессора

Таким образом, DMA-BUF, отображаемые в памяти в адресное пространство графического процессора, дважды вычитались при подсчете потерянной оперативной памяти. В Android 12 реализовано решение для расчета размера DMA-BUF, отображаемых в адресное пространство графического процессора, что означает, что он учитывается только один раз при расчете потерянной оперативной памяти.

Детали решения следующие:

• Memtrack HAL API getMemory() при вызове с PID 0 должен сообщать глобальный общий объем частной памяти GPU для MemtrackType::GL и MemtrackRecord::FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.
• getMemory() при вызове с PID 0 для MemtrackType , отличного от GL , не должен завершаться ошибкой. Вместо этого он должен возвращать 0.
• Решение точки трассировки памяти графического процессора/eBPF , добавленное в Android 12, учитывает общую память графического процессора. Вычитание общей собственной памяти графического процессора из общей памяти графического процессора дает размер DMA-BUF, отображаемых в адресное пространство графического процессора. Затем это значение можно использовать для повышения точности расчетов потерянной оперативной памяти за счет правильного учета использования памяти графическим процессором.
• Частная память графического процессора включена в totalPss в большинстве реализаций Memtrack HAL и поэтому должна быть дедуплицирована перед удалением ее из lostRAM .

Реализованное решение подробно описано в следующем разделе.

Удаление изменчивости 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 исключить изменчивость из lostRAM , память, учитываемая в MemtrackType::GRAPHICS и MemtrackType::GL , удаляется из totalPss во время вычисления lostRAM .

MemtrackType::GRAPHICS удаляется из totalPss и заменяется памятью totalExportedDmabuf в расчете 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;

MemtrackType::GL удаляется из totalPss и заменяется частной памятью графического процессора ( gpuPrivateUsage ) в расчете 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;

Обновленный расчет потерянной оперативной памяти

Как общая частная память графического процессора, так и общая экспортируемая буферная память DMA содержатся в kernelUsed + totalPss , который удаляется из lostRAM . Это устраняет 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();

Проверка

Тесты VTS применяют правило, 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 GPU.

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

Реализация

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

Все HIDL HAL планируется преобразовать в AIDL в будущих выпусках.

В core/java/android/os/Debug.java добавлены следующие API:

   /**
     * 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 убедиться, что ваша версия работает должным образом, интегрируйте точки трассировки в драйверы графического процессора и реализуйте API-интерфейс AIDL memtrack HAL getMemory() , чтобы правильно возвращать глобальную общую личную память графического процессора при вызове с PID 0 для MemtrackType::GL и MemtrackRecord:: FLAG_SMAPS_UNACCOUNTED.