HIDL MemoryBlock

HIDL MemoryBlock 是建構在 hidl_memory、HIDL @1.0::IAllocator 和 HIDL @1.0::IMapper 上的抽象層。這項工具專為 HIDL 服務而設計，這些服務具有多個記憶體區塊，可共用單一記憶體堆積區。

提升效能

在應用程式中使用 MemoryBlock 可大幅減少 mmap/munmap 和使用者空間區隔錯誤的數量，進而提升效能。例如：

  • 使用每個緩衝區分配的 hidl_memory，平均為 238 us/1 個分配。
  • 使用 MemoryBlock 並共用單一 hidl_memory 的平均分配量為 2.82 us/1。

建築

HIDL MemoryBlock 架構包括具備多個記憶體區塊共用單一記憶體堆積的 HIDL 服務：

HIDL MemoryBlock

圖 1. HIDL MemoryBlock 架構

一般使用

本節提供使用 MemoryBlock 的範例，首先宣告 HAL，然後實作 HAL。

宣告 HAL

以下是 IFoo HAL 的範例：

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

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

Android.bp 如下所示：

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

實作 HAL

如要實作範例 HAL，請按照下列步驟操作：

  1. 取得 hidl_memory (詳情請參閱 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. 使用已取得的 hidl_memory 建立 HidlMemoryDealer 例項：

    #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，這是使用 HIDL 定義的結構體。

    MemoryBlock 範例：

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

    使用 MemoryDealer 分配 MemoryBlock 的範例：

    #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. 操控資料：

    #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. 設定 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，判斷是否需要 lockMemory。

    通常，MemoryBlock 會使用參照計數來維護共用 hidl_memory，而這項作業會在其 MemoryBlock instances is mapped and ismunmap()-ed when nothing refers to it. To keephidl_memoryalways mapped, you can uselockMemory, a RAII style object that keeps the correspondinghidl_memory` 第一次對應至整個鎖定週期時，以 mmap() 形式執行。例子：

    #include <hidlmemory/mapping.h>

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

擴充用途

本節將詳細說明 MemoryBlock 的擴充用法。

使用參照計數管理 MemoryBlock

在大多數情況下，使用 MemoryBlock 最有效率的方式是明確地配置/釋放。不過，在複雜的應用程式中，使用參照計數進行垃圾收集可能會是較好的做法。如要為 MemoryBlock 計算參照計數，您可以將 MemoryBlock 與繫結器物件繫結，這有助於計算參照數，並在計數減少至零時釋放 MemoryBlock。

宣告 HAL

宣告 HAL 時，請說明含有 MemoryBlock 例項和 IBase 的 HIDL 結構體：

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

struct MemoryBlockAllocation {
    MemoryBlock block;
    IBase refcnt;
};

使用 MemoryBlockAllocation 取代 MemoryBlock，並移除方法，以便傳回 MemoryBlock。系統會透過 MemoryBlockAllocation 的參照計數來釋放。例子：

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

實作 HAL

HAL 的服務端實作範例：

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 用戶端實作範例：

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

附加及擷取中繼資料

部分應用程式需要額外資料才能綁定已分配的 MemoryBlock。您可以透過兩種方法附加及擷取中繼資料：

  • 如果應用程式存取中繼資料的頻率與區塊本身相同，請附加中繼資料，並在結構體中傳遞所有中繼資料。例子：

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

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    MetaDataStruct metaData;
};

  • 如果應用程式存取中繼資料的頻率遠低於區塊，透過介面被動傳遞中繼資料會更有效率。例子：

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

struct MemoryBlockWithMetaData{
    MemoryBlock block;
    IMetaData metaData;
};

    接下來，請使用 MemoryDealer 將中繼資料繫結至 MemoryBlock。例子：

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